PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL...

108
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

Transcript of PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL...

Page 1: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

Page 2: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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 (κr), sudut gamma (γo), dan diameter material pengujian sebagai blok. Level faktor sudut kappa (κr) pada penelitian ini adalah 90°, 75°, dan 45°. Level faktor sudut gamma (γo) 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)

Page 3: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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 it’s 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 tool’s temperature. The considerate factors in this experiment is the kappa angle (κr), the gamma angle (γo), and the material diameter as a block. Level of kappa angle (κr) in this experiment is 90°, 75°, and 45°. Level of gamma angle (γo) 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)

Page 4: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

Page 5: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

(αo), sudut geram orthogonal (γo), sudut miring (λs), sudut potong utama (κr), dan

sudut potong bantu (κ’r) (Rochim, 1993). Sudut bebas (αo) 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 (γo) mempengaruhi proses

pembentukan geram. Sudut miring (λs) 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 (κr) 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 κ’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 (αo) 12°, sudut potong bantu (κ’r) 60°, sudut geram

orthogonal (γo) 14°-30°, sudut potong utama (κr) 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).

Page 6: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

I-3

Material benda kerja yang sering digunakan di Laboratorium Perencanaan

dan Perancangan Produk (P3) jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret

adalah aluminium paduan rendah. Material ini pada dasarnya merupakan

aluminium murni, hanya saja masih terdapat unsur logam yang mengotori.

Aluminium paduan rendah berasal dari peleburan barang-barang yang terbuat dari

bahan aluminium sehingga unsur-unsur logam pengotor ikut tercampur.

Persentase paduan logam yang ikut tercampur tidak teridentifikasi jumlahnya

sehingga disebut aluminium paduan rendah. Aluminium paduan rendah memiliki

kekuatan tensil 90 Mpa (Hafizh, 2009). Material ini cukup lunak sehingga apabila

dikerjakan pada kecepatan potong rendah hasilnya tergolong baik. Oleh karena itu

material ini sering digunakan pada pengerjaan menggunakan mesin konvensional

yang kecepatan potongnya rendah.

Pada studi kasus proses bubut di workshop Laboratorium Perencanan dan

Perancangan Produk Jurusan Teknik Industri ditemukan fakta bahwa pahat yang

digunakan tidak mengikuti standar geometri pahat yang optimum. Hal ini

berkaitan dengan proses pengasahan yang masih dilakukan secara manual tanpa

memperhatikan geometri sudut pahat, sehingga pahat yang digunakan dari

material HSS menjadi mudah aus meskipun digunakan hanya untuk memotong

material aluminium yang lunak. Sebagai contoh dengan putaran spindel mesin

bubut 300 rpm, pahat sudah aus untuk mengerjakan 3 poros dengan diameter 10

mm dan panjang pemotongan 50 mm dalam feed manual yang sangat rendah. Hal

ini ditandai dengan tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil proses bubut

tersebut yang memiliki roughness tinggi. Pahat yang digunakan mudah aus,

sehingga proses pengasahan pahat menjadi lebih sering dan membutuhkan biaya

lebih banyak, baik karena pembelian pahat baru akibat habisnya tubuh pahat

maupun habisnya batu gerinda untuk mengasah. Pengasahan dengan mesin

pengasah khusus di ATMI dikenakan biaya Rp.30.000,00 untuk satu kali asah.

Hal ini belum termasuk biaya dari habisnya pahat itu sendiri. Selain itu proses

pengasahannya belum ada standard operating procedure (SOP) pengasahan pahat

HSS. Oleh sebab itu, perlu diadakan penelitian pengaruh geometri sudut pahat

terhadap umur pahat untuk mendapatkan geometri pahat yang optimum sebagai

dasar penyusunan SOP pengasahan pahat HSS.

Page 7: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

I-4

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan permasalahan dalam

penelitian ini adalah bagaimana pengaruh geometri sudut pahat HSS pada

penggunaan proses bubut benda kerja aluminium paduan rendah terhadap cepat

ausnya bidang aktif pahat.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dalam penelitian ini yaitu meneliti pengaruh geometri sudut pahat

HSS pada pengerjaan proses bubut benda kerja aluminium paduan rendah untuk

mencegah cepat ausnya bidang aktif pahat berdasarkan hasil eksperimen sebagai

dasar penyusunan Standard Operating Procedure (SOP) pengasahan pahat HSS.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat dalam penelitian ini, yaitu:

1. Memberikan rekomendasi geometri sudut pahat optimum untuk umur pahat

tertinggi yang dapat berdampak pada efisiensi proses permesinan.

2. Membantu dalam mendesain fixture pengasahan pahat untuk Laboratorium

Perencanan dan Perancangan Produk Jurusan Teknik Industri UNS.

1.5 BATASAN MASALAH

Batasan masalah penelitian menentukan pegaruh geometri sudut pahat HSS

yang paling optimal sehingga memperpanjang umur pahat, sebagai berikut:

1. Pahat yang digunakan adalah pahat HSS tipe plain HSS (HSS murni) ukuran

9mm x 9mm x 120mm.

2. Material benda kerja yang digunakan adalah aluminium casting paduan rendah.

3. Faktor yang diuji adalah geometri sudut kappa dan sudut gamma.

4. Parameter permesinan yang digunakan, antara lain putaran mesin 1500 rpm,

feed rate 0.13, depht of cut 0.8 mm, panjang pemakanan 180 mm.

5. Dimensi keausan pahat hanya diprediksi berdasarkan parameter temperatur

mata potong pahat setelah digunakan.

Page 8: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

I-5

1.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi-asumsi yang digunakan pada penelitian menentukan pengaruh

geometri sudut pahat HSS yang paling optimum sehingga memperpanjang umur

pahat, sebagai berikut:

1. Mesin bubut yang digunakan tidak mengalami penurunan kinerja.

2. Material pahat HSS dan material benda kerja aluminium yang digunakan untuk

setiap variasi geometri pahat memiliki karakteristik yang sama.

3. Setup pahat terhadap benda kerja dan pencekaman benda kerja untuk setiap

pengambilan data dalam kondisi yang sama.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan

penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Adapun dari pokok-pokok

permasalahan dalam penelitian ini dapat dibagi menjadi enam bab, seperti

dijelaskan di bawah ini.

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian,

perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan

masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori yang dipakai untuk mendukung penelitian,

sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis. Tinjauan

pustaka diambil dari berbagai sumber yang berkaitan langsung dengan

permasalahan yang dibahas dalam penelitian.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara

umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai

dengan permasalahan yang ada mulai dari studi pendahuluan,

pengumpulan data sampai dengan pengolahan data dan analisis.

BAB IV : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah,

kemudian dilakukan pengolahan data secara bertahap.

Page 9: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

I-6

BAB V : ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini memuat uraian analisis dan intepretasi dari hasil pengolahan

data yang telah dilakukan

BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan tahap akhir penyusunan laporan penelitian yang

berisi pencapaian tujuan penelitian yang diperoleh dari analisis

pemecahan masalah maupun hasil pengumpulan data serta saran

perbaikan bagi kelanjutan penelitian.

Page 10: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori-teori yang diperlukan dalam mendukung

penelitian, sehingga pelaksanaan eksperimen, pengolahan data dan analisis

permasalahan dapat dilakukan secara teoritis.

2.1 PROSES BUBUT (TURNING)

Proses pembubutan pada dasarnya merupakan proses pengubahan bentuk

dan ukuran benda kerja dengan jalan menyayat benda kerja tersebut dengan suatu

pahat penyayat sehingga dihasilkan benda kerja yang silinder (Rochim, 1993).

Posisi benda kerja dicekam pada chuck dan berputar sesuai dengan sumbu mesin

dan pahat diam bergerak ke kanan atau kiri searah dengan sumbu mesin bubut

menyayat benda kerja.

Gambar 2.1 Skematis proses bubut Sumber: www.ictpamekasan.net, 2010

Proses bubut permukaan adalah proses bubut yang identik dengan proses

bubut rata, tetapi arah gerakan pemakanan tegak lurus terhadap sumbu benda

kerja. Proses bubut tirus sebenarnya identik dengan proses bubut rata di atas,

hanya jalannya pahat membentuk sudut tertentu terhadap sumbu benda kerja.

Demikian juga proses bubut kontur, dilakukan dengan cara memvariasi

kedalaman potong, sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan.

Gerakan-gerakan dalam mesin bubut meliputi:

1. Gerakan berputar, kecepatan putar benda kerja digerakkan pada pahat dan

dinamakan ”kecepatan potong”.

Page 11: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-2

2. Gerakan memanjang, jika pemotongan itu arahnya sejajar dengan sumbu benda

kerja, gerakan ini dinamakan ”gerakan memanjang” dan juga dinamakan

”pemakanan”.

3. Gerakan melintang, jika pemotongan itu arahnya tegak lurus terhadap sumbu

benda kerja, dinamakan ”gerakan melintang” atau ”pemotongan permukaan”.

Perputaran dan pemakanan serta kecepatan potong dalam membubut dipengaruhi

oleh faktor-faktor, sebagai berikut:

1. Kekuatan bahan yang dikerjakan.

2. Ukuran bagian tatal yang terpotong.

3. Tingkat kehalusan yang diinginkan.

4. Bahan pahat yang dipakai.

5. Bentuk pahat (geometri pahat).

6. Pencekaman benda kerja.

7. Jenis dan keadaan mesin bubut.

2.1.1 Bagian-bagian Mesin Bubut

Gambar mesin bubut dan keterangan bagiannya.

Gambar 2.2. Mesin bubut Sumber: Wijayanto, 2005

Keterangan gambar mesin bubut:

a. Weys, yaitu sebuah balok berbentuk rangka dengan tahanan yang besar

terhadap puntiran, ditumpu oleh dua kaki berbentuk rangka.

Page 12: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-3

b. Head stock.

Bagian mesin terdiri dari motor penggerak dan tranmisinya untuk

menggerakksn spindel mesin.

c. Coumpound rest.

Adalah eretan untuk menggerakkan pahat yang dapat diputar membentuk sudut

tertentu.

d. Tail stock.

Bagian ini mempunyai beberapa fungsi, yaitu:

1) Penyenter benda kerja.

2) Penahan benda kerja, jika yang dibubut panjang (L = 4 sampai dengan 10x

diameter) agar benda kerja tidak melengkung.

3) Pengeboran.

4) Pengatur pembubutan tirus (untuk sudut kecil).

Terdiri dari 2 bagian lepas untuk menyetel senter benda kerja. Pada

badannya terdapat lubang untuk tempat selongsong yang senter dengan

poros mesin (spindel).

e. Feed change gear box.

Handle untuk merubah posisi gear sesuai rasio yang diinginkan sehingga

didapat putaran mesin yang diinginkan.

f. Lead screw, fungsinya untuk pembuatan ulir (penguliran). Bagian ini

memindahkan gerakan pemakanan pembuatan ulir dan memanjang sepanjang

lintasan.

g. Feed rod, fungsinya untuk pembubutan otomatis yang mengubah gerakan

putaran menjadi gerak lurus.

h. Alat penghubung.

Adalah shaf untuk menghubungkan handle penggerak yang berhubungan

dengan gear box dan motor penggerak sehingga ketika handle pada posisi on

maka spindel akan berputar.

i. Chuck (Pencekam), fungsinya untuk mencekam benda kerja dan mengatur

posisi benda kerja terhadap kepala tetap. Ada beberapa macam, yaitu:

1) Chuck 2 rahang digunakan untuk benda kerja berbentuk plat, pada jenis ini

kedua rahangnya bergerak bersamaan saat disetel.

Page 13: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-4

2) Chuck 3 rahang digunakan untuk benda kerja silinder, jika rahang satu

digerakkan yang lain ikut geser.

3) Chuck 4 rahang digunakan untuk benda kerja dengan bentuk tidak

beraturan. Jika rahang satu digeser, yang lain tidak ikut geser.

4) Chuck magnetik digunakan untuk benda kerja tipis dengan menggunakan

sifat magnetik saat proses berlangsung.

j. Spindel, fungsinya mengatur posisi penempatan benda kerja dipasang agar

mampu menunjang operasi permesinan.

k. Tool post, fungsinya untuk tempat pahat, bisa mengatur ketinggian senter pahat

dan mengunci kedudukannya saat proses pembubutan berlangsung. Selain itu

juga mengatur sudut pemakanan benda saat membuat chamfer dan tirus.

l. Center lathe, menentukan titik tengah diameter mata bor terhadap benda kerja.

m. Carriage, mengatur perkakas dalam mengerjakan atau memproses benda kerja

pada operasi tertentu. Merupakan tempat tool post merubah gerakan feed road

dan lead screw menjadi gerakan lurus dan melintang.

n. Kepala tetap, menempatkan dan memutar benda kerja sesuai kecepatan yang

dikehendaki, bersifat statis dan pada bagian ini terdapat gigi ulir penggerak,

pengatur kecepatan serta peralatan pendukung penempatan benda kerja.

Bagian-bagian lain dari mesin bubut, yaitu:

1. Bangku (bed).

Fungsinya sebagai ruang pengerjaan, dimana benda kerja mengalami operasi

pengerjaan di sepanjang kolom ruang pengopersian yang disediakan.

2. Sadel.

Fungsinya untuk menempatkan pahat pada rumah pahat dan mengatur posisi

pahat terhadap sudut pemakanan.

3. Mandril.

Fungsinya untuk mencekam benda kerja dan mengatur posisi benda kerja

terhadap kepala tetap.

4. Kolom.

Fungsinya memberikan dukungan vertikal dan horisontal serta memandu

kepala tetap untuk mesin kelas tertentu.

Page 14: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-5

5. Eretan.

Fungsinya untuk mengatur perkakas dalam mengerjakan benda kerja pada

operasi permesinan.

6. Quick charge gear box.

Merupakan tempat bagi roda gigi, berfungsi mengubah putaran motor menjadi

feed rod dan lead screw. Mesin ini juga menghubungkan putaran poros mesin

dengan eretan (carriage) pada pembubutan otomatis.

7. Speed gear box.

Merupakan rangkaian roda gigi yang berfungsi untuk mengatur perubahan

kecepatan makan. Bagian ini mengubah motor menjadi putaran spindel.

8. Steady rest.

Fungsinya untuk menahan benda kerja yang terpasang di bed. Berlokasi di

landasan dan digunakan untuk menyangga ujung suatu batang yang dijepitkan

pada cakar, untuk meratakan muka bagian ujung, untuk pengeboran center.

9. Follow rest.

Fungsinya untuk penahan benda kerja yang terpasang di carriage. Bagian ini

bergerak sepanjang benda kerja di samping pahat pada saat proses berlangsung.

2.1.2 Parameter Yang Dapat Diatur Pada Mesin Bubut

Pada mesin bubut ada beberapa parameter yang dapat diubah sesuai

dengan kebutuhan proses pemotongan. Parameter utama yang dapat diubah pada

setiap proses bubut, adalah:

1. Kecepatan putar spindel (speed).

2. Gerak makan (feed).

3. Kedalaman potong (depth of cut).

Faktor yang lain seperti bahan benda kerja dan jenis pahat sebenarnya juga

memiliki pengaruh yang cukup besar, tetapi tiga parameter di atas adalah bagian

yang bisa diatur oleh operator langsung pada mesin bubut.

1. Kecepatan putar spindel (speed).

Kecepatan putar spindel selalu dihubungkan dengan sumbu utama

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

menit (rotations perminute, rpm). Diutamakan dalam proses bubut adalah

Page 15: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-6

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

pahat/keliling benda kerja. Secara sederhana kecepatan potong dapat

digambarkan sebagai keliling benda kerja dikalikan dengan kecepatan putar.

1000dn

vp

= .....................................................................................(2.1)

dengan; v = kecepatan potong (m/menit)

d = diameter benda kerja (mm)

n = putaran benda kerja (putaran/menit)

Gambar 2.3 Skematis kecepatan potong Sumber www.ictpamekasan.net, 2010

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 high speed steel (HSS), kecepatan

potongnya antara 20 m/menit sampai dengan 30 m/menit.

2. Gerak makan (feed).

Gerak makan (feed) adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda

kerja berputar satu kali, 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.

Page 16: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-7

Gambar 2.4 Gerak makan (f) dan kedalaman potong (a) Sumber: www.ictpamekasan.net, 2010

3. Kedalaman potong (depth of cut).

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. 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 (Rochim,

1993).

2.1.3 Perlengkapan Mesin Bubut

Mesin bubut tidak akan bekerja sempurna jika tidak ada alat-alat berikut

ini yang berperan sebagai perlengkapan dalam mesin bubut. Adapun

perlengkapannya, sebagai berikut:

1. Pahat bubut.

Kualitas benda kerja dan efisiensi pekerjaan pada proses pembubutan

sangat tergantung pada jenis dan keadaan pahatnya. Selain dari bentuk pahat

yang sebenarnya, bahan juga merupakan suatu hal yang penting sekali, kualitas

kekenyalannya harus tahan tekanan berat dan kejutan, dan kekerasannya

memungkinkan untuk memegang sebuah pahat potong. Pahat-pahat bubut

mempunyai kesamaan patokan seperti pada pahat-pahat lainya, misalnya pada

bentuk bidang baji. Sudut-sudut pahat bubut tergantung pada bahan yang

dibubut dan bahan pahat itu sendiri. Pahat-pahat tersebut mungkin dibuat dari

baja perkakas, baja kecepatan tinggi sangat keras atau karbida. Sesuai dengan

bentuk dan penggunaan pahat bubut dinamakan pahat kasar, pahat

penyelesaian, pahat sisi, pahat potong dan pahat alur termasuk pahat ulir.

Page 17: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-8

Gambar 2.5 Pemegang pahat HSS (a) pahat alur, (b) pahat dalam, (c) pahat rata kanan, (d) pahat rata kiri), dan (e) pahat ulir

Sumber: www.ictpamekasan.net, 2010

2. Kunci chuck.

Kunci ini digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan pencekam

saat hendak melakukan proses pembubutan.

2.2 GEOMETRI PAHAT BUBUT

Geometri atau bentuk pahat bubut terutama tergantung pada material benda

kerja dan material pahat. Terminologi standar ditunjukkan pada gambar 2.6. Pahat

bubut bermata potong tunggal, sudut pahat yang paling pokok adalah sudut geram

(rake angle), sudut bebas (clearance angle), dan sudut sisi potong (cutting edge

angle). Sudut-sudut pahat HSS dibentuk dengan cara diasah menggunakan mesin

gerinda pahat (tool grinder machine) (Rochim, 1993).

Gambar 2.6 Geometri sudut pahat bubut HSS

Sumber: Rochim, 1993

Page 18: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-9

Beberapa geometri sudut pahat yang berpengaruh terhadap umur pakai dari

pahat, yaitu:

1. Sudut bebas orthogonal (αo).

Fungsi dari sudut bebas untuk mengurangi gesekan antara bidang utama pahat

dengan bidang transien dari benda kerja. Temperatur yang tinggi akibat

gesekan akan dihindari agar keausan tepi (flank wear) tidak cepat terjadi.

Pemilihan dari harga sudut bebas ditentukan oleh jenis benda keja dan Kondisi

pemotongan. Semakin besar gerak pemakanan maka gaya pemotongan yang

ditimbulkan semakin besar sehingga untuk memperkuat pahat diperlukan

penampang βo yang besar, oleh sebab itu sudut bebas αo harus diperkecil (bila

sudut geram γo tidak boleh di ubah) (Rochim, 1993). Pada umumnya untuk

suatu harga gerak pemakanan tertentu ada harga optimum bagi sudut bebas

yang memberikan umur pahat tertinggi. Karena pengaruh deformasi akibat

gaya makan yang tinggi, maka harga sudut bebas dapat diperkecil bila material

benda kerjanya sangat keras dan diperbesar bila benda kerja relatif lebih lunak.

2. Sudut geram orthogonal (γo).

Sudut geram mempengaruhi proses pembentukan geram. Kecepatan potong

tertentu, sudut geram yang besar menurunkan rasio pemampatan tebal geram λh

yang mengakibatkan kenaikan sudut geser Φ. Sudut geser yang besar

menurunkan penampang bidang geser sehingga gaya pemotongan akan turun.

Sudut geram γo tidak boleh terlalu besar untuk menjaga kekuatan pahat serta

memperlancar proses perambatan panas. Perambatan panas yang terhambat

menaikkan temperatur pahat, sehingga sehingga umur pahat akan turun.

Ditinjau dari umur pahat maka ada harga sudut geram optimum yang

memberikan umur pahat tertinggi. Jenis material benda kerja juga berpengaruh

terhadap pemilihan sudut geram. Material yang lunak dan ulet (soft & ductile)

memerlukan sudut geram yang besar (untuk mempermudah pembentukan

geram), sebaliknya untuk material yang keras dan rapuh (hard & brittle)

memerlukan sudut geram yang kecil atau negatif (untuk memperkuat pahat)

(Rochim, 1993).

Page 19: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-10

3. Sudut miring (λs).

Sudut miring mempengaruhi arah aliran geram, bila sudut miring berharga nol

maka arah aliran geram tegak lurus mata potong. Aliran geram membuat sudut

sebesar ρc terhadap garis tegak lurus mata potong dan menurut stebler sudut

miring aliran geram kurang lebih sama dengan sudut miring λs. Adanya sudut

miring maka panjang kontak antara pahat dengan benda kerja menjadi lebih

diperpanjang dan energi pemotongan spesifik Esp tidak akan berubah sampai

sampai sudut miring mencapai 20º (Rochim, 1993). Temperatur bidang kontak

mencapai harga minimum bila λs berharga +5º untuk proses finishing dan -5º

untuk proses roughing. Lebih memperkuat pahat serta menurunkan gaya kejut

(impact) dalam proses pembubutan dapat dipilih sudut miring sebesar -20º.

4. Sudut potong utama (κr).

Sudut potong utama mempunyai peran, yaitu:

a. Menentukan lebar dan tebal geram sebelum terpotong.

b. Menentukan panjang mata potong yang aktif atau panjang kontak antara

geram dengan bidang pahat.

c. Menentukan besarnya gaya radial Fx.

Kedalaman pemotongan tertentu dan kecepatan potong yang konstan, maka

dengan memperkecil sudut potong utama akan menurunkan tebal geram

sebelum terpotong dan menaikkan lebar geram. Tebal geram yang kecil secara

langsung akan menurunkan temperatur pemotongan, sedangkan lebar geram

yang besar akan mempercepat proses perambatan panas pada pahat sehingga

temperatur pahat akan relatif rendah dan umur pahat akan lebih tinggi

(Rochim, 1993). Pemakaian sudut potong utama yang kecil tidak selalu

menguntungkan sebab menaikkan gaya radial Fx. Gaya radial yang besar

mungkin menyebabkan lenturan yang terlau besar ataupun getaran sehingga

menurunkan ketelitian geometri produk dan hasil pemotongan yang kasar. Oleh

sebab itu sudut potong utama κr dapat diubah sampai mandapat harga yang

optimum.

Page 20: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-11

Gambar 2.7 Resultan gaya yang ditimbulkan oleh sudut potong utama Sumber: Rochim, 1993

5. Sudut potong bantu (κ’r).

Orientasi dari bidang potong bantu terhadap permukaan benda kerja yang telah

terpotong ditentukan sudut bantu κ’r dan sudut bebas minor. Apabila sudut

bebas minor α’o cukup besar untuk mengurangi gesekan, pada prinsipnya sudut

potong bantu κ’r dapat dipilih sekecil mungkin karena selain memperkuat

ujung pahat maka kehalusan produk dapat dipertinggi (Rochim, 1993).

Kendalanya adalah kekakuan sistem pemotongan (benda kerja, metode

pencekam benda kerja dan pahat serta mesin perkakas yang digunakan), karena

sudut potong bantu yang kecil akan mempertinggi gaya radial Fx. Petunjuk

yang digunakan sebagai acuan, sebagai berikut:

a. Sistem pemotongan yang kaku, κ’r = 5º sampai dengan. 10º.

b. Sistem pemotongan yang lemah, κ’r = 10º sampai dengan 20º.

6. Radius pojok (rε).

Radius pojok berfungsi untuk memperkuat ujung pertemuan antara mata

potong utama S dengan mata potong minor S’ dan selain itu menentukan

kehalusan hasil pemotongan. Semakin besar penampang geram maka pojok

pahat harus dipilih lebih kuat. Radius pojok yang besar akan memperbesar

gaya radial Fx.

Page 21: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-12

Tabel harga radius pojok yang dianjurkan sesuai kedalaman pemotongan yang

dipilih.

Tabel 2.1 Harga radius pojok

Kedalaman pemakanan (mm) rε (mm)

s.d. 3 0.5 s.d. 0.8

3 s.d. 10 0.8 s.d. 1.5

10 s.d. 20 1.5 s.d. 2.0 Sumber: Rochim 1993

2.3 MATERIAL PAHAT

Pahat yang baik harus memiliki sifat-sifat tertentu, sehingga nantinya dapat

menghasilkan produk yang berkualitas baik (ukuran tepat) dan ekonomis

(waktuyang diperlukan pendek). Kekerasan dan kekuatan pahat harus tetap

bertahan meskipun pada temperatur tinggi, sifat ini dinamakan hot hardness.

Ketangguhan (toughness) dari pahat diperlukan, sehingga pahat tidak akan pecah

atau retak terutama pada saat melakukan pemotongan dengan beban kejut.

Ketahanan aus sangat dibutuhkan yaitu ketahanan pahat melakukan

pemotongan tanpa terjadi keausan yang cepat. Penentuan material pahat

didasarkan pada jenis material benda kerja dan kondisi pemotongan (pengasaran,

adanya beban kejut, penghalusan). Material pahat yang ada ialah baja karbon

sampai dengan keramik dan intan. Sifat hot hardness dari beberapa material pahat

ditunjukkan pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 (a) Kekerasan dari beberapa macam material pahat sebagai fungsi dari temperatur, (b) jangkauan sifat material pahat

Sumber: www.ictpamekasan.net, 2010

Page 22: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-13

Pahat HSS adalah baja paduan yang mengalami proses perlakuan panas

(heat treatment) sehingga kekerasan menjadi cukup tinggi dan tahan terhadap

temperatur tinggi tanpa menjadi lunak (annealed). Pahat HSS juga dapat

digunakan untuk pemotongan untuk kedalaman pemotongan yang lebih besar

pada kecepatan potong yang lebih tinggi dibanding dengan pahat baja karbon.

Apabila telah mengalami keausan, pahat HSS dapat diasah kembali. Keuletan

pahat HSS relatif baik maka sampai saat ini berbagai jenis pahat HSS masih tetap

digunakan.

Hot Hardness dan recovery hardness yang cukup tinggi pada pahat HSS

dapat dicapai berkat adanya unsur paduan W, Cr, V, Mo, dan Co. Pengaruh unsur-

unsur tersebut pada unsur dasar besi (Fe) dan karbon (C), sebagai berikut:

a. Tungsten atau Wolfram (W), mempertinggi hot hardness, dengan membentuk

(Fe4W2C) yang meyebabkan kenaikan temperatur untuk proses hardening dan

hot hardness.

b. Chronium (Cr), menaikkan hardenability dan hot hardness.

c. Vanadium (V), menurunkan sensitivitas terhadap overheating serta

menghaluskan besar butir.

d. Melybdenum (Mo), mempunyai efek yang sama seperti W tetapi lebih sensitif

terhadap overheating, serta lebih liat.

e. Cobalt (Co), untuk menaikkan hot hardness dan tahan keausan.

Material pahat HSS dapat dipilih jenis M atau T. Jenis M berarti pahat HSS

yang mengandung unsur molibdenum, dan jenis T berarti pahat HSS yang

mengandung unsur tungsten. Beberapa jenis HSS dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Jenis pahat HSS

Jenis HSS Standart AISI 1. HSS Konvensional

a. Molibdenum HSS M1, M2, M7, M10 b. Tungsten HSS T1, T2

2. HSS Spesial a. Cobal added HSS M33, M36, T4, T5, T6 b. High Vanadium HSS M3-1, M3-2, M4, T15 c. High Hardness Co HSS M41, M42, M43, M44, M45, M46 d. Cast HSS e. Powdered HSS f. Coated HSS

Sumber: www.ictpamekasan.net, 2010

Page 23: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-14

Pahat HSS dipilih jika pada proses pemesinan sering terjadi beban kejut,

atau proses pemesinan yang sering dilakukan interupsi (terputus-putus). Hal

tersebut misalnya membubut benda segi empat menjadi silinder, membubut bahan

benda kerja hasil proses penuangan, dan membubut eksentris (proses

pengasarannya).

2.4 UMUR PAHAT

Umur pahat adalah ukuran lamanya pahat dapat memotong dengan hasil

baik. Pahat HSS dianggap rusak apabila tepi telah aus sedalam 1,58 mm. Keausan

terjadi pada muka pahat dalam bentuk kawah kecil atau depresi di belakang

ujungnya. Depresi terjadi akibat aksi pengamplasan dari serpihan sewaktu

melintas di permukaan pahat. Hubungan yang terdapat antara umur pahat dengan

kecepatan memotong (Taylor, 1906).

C = V. Tn………………………………...……………………………..(2.2)

dengan; V = kecepatan potong (m/menit)

T = Umur pahat (menit)

n = Bilangan eksponensial tergantung pada kondisi pemotongan

C = Konstanta (kecepatan memotong untuk umur pahat selama 1 menit)

2.4.1 Analisis Teoritik Umur Pahat

Temperatur permukaan bidang aktif pahat menentukan keausan yang

disebabkan oleh mekanisme difusi dan deformasi. Analisis dimensional dapat

ditunjukkan bahwa temperatur dipengaruhi oleh beberapa besaran fisik. Dalam

rumus, temperatur dianggap merupakan harga tertinggi setelah keadaan

keseimbangan tercapai.

Tabel 2.3 Besaran fisik

Besaran Fisik Simbol Dimensi Dasar Waktu Pemotongan tc T Temperatur Bidang Aktif Pahat θs θ Penampang Geram A L2

Kecepatan Potong v LT-1

Gaya Potong Spesifik ks ML-1T-2

Besaran Panas Terpadu H = λwCvw M2T-5 θ-2

Sumber: Rochim, 1993

dengan; λw = Konduktivitas panas benda kerja : J/(s.ºK.cm)

Cvw = Panas spesifik volumetric benda kerja : J/(cm3.ºK)

Page 24: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-15

= ρwcw

ρw = Berat spesifik benda kerja : g/ cm3

cw = Panas spesifik benda kerja : J/(g.ºK)

Analisis dimensional digunakan untuk mencari korelasi yang

dimaksudkan dengan cara menentukan besaran fisik yang dianggap penting yaitu

pada tabel 2.2. Dua besaran tidak berdimensi dapat dibentuk, sebagai berikut :

π3 = tca vb ks

c Hd θs

= �谜/�没孤姑共谜/�剿购孤………………..………………………………………..(2.3)

π4 = tce vf ks

g Hh A

= 贱剿�姑共�………..….…………………...…………………………..(2.4)

Hasil percobaan dapat ditunjukkan bahwa korelasi antara kedua besaran tidak

berdimensi, adalah :

π3 = C π4m………..….…………………...………………...…………..(2.5)

sehingga:

θs = "贱铰购孤古(谜呛� ) 姑共(谜�呛� )�谜/� ………..….……………………...…………..(2.6)

Disimpulkan dari rumus, yaitu:

a. m = 0.25 : temperatur pahat tidak dipengaruhi waktu pemotongan.

b. m > 0.25 : temperatur pahat akan menurun dengan bertambahnya waktu

pemotongan.

c. m < 0.25 : temperatur pahat akan naik dengan bertambahnya waktu

pemotongan.

Temperatur bidang aktif pahat yang dihasilkan setaraf dengan besarnya dimensi

keausan yang dianggap sebagai batas/tanda saat berakhirnya umur pahat.

(Rochim, 1993).

2.5 MATERIAL BENDA KERJA (ALUMINIUM PADUAN)

Aluminium adalah logam yang paling banyak terdapat di kerak bumi, dan

unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium terdapat di kerak

bumi sebanyak kira-kira 8,07% hingga 8,23% dari seluruh massa padat dari kerak

bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30 juta ton pertahun dalam bentuk

bauksit dan bebatuan lain (corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan lain-lain)

Page 25: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-16

(USGS). Sulit menemukan aluminium murni di alam karena aluminium

merupakan logam yang cukup reaktif.

Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi

adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen

udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam dari korosi.

Selama 50 tahun terakhir, aluminium telah menjadi logam yang luas

penggunaannya setelah baja. Perkembangan ini didasarkan pada sifat-sifatnya

yang ringan, tahan korosi, kekuatan dan ductility yang cukup baik (aluminium

paduan), mudah diproduksi dan cukup ekonomis (aluminium daur ulang). Yang

paling terkenal adalah penggunaan aluminium sebagai bahan pembuat pesawat

terbang, yang memanfaatkan sifat ringan dan kuatnya.

2.5.1 Klasifikasi dan Penggolongan Aluminum

Aluminium digolongkan menjadi dua, yaitu:

1. Aluminium Murni.

Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam

keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak

untuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan

logam lain.

2. Aluminium Paduan.

Elemen paduan yang digunakan pada aluminium adalah silikon,

magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970.

Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan

meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika

melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai

meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula

dalam logam.

Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada

konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya

hingga aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan

panas, penyimpanan, dan sebagainya.

Page 26: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-17

a. Aluminium paduan rendah.

Material ini merupakan aluminium murni namun terdapat campuran

unsur pengotor yang ikut tercampur dalam proses pembuatannya. Prosentase

unsur pengotor tidak teridentikasi sehingga disebut aluminium paduan

rendah. Kadar persentase unsur pengotor lebih rendah dibandingkan dengan

kandungan unsus aluminium. Aluminium jenis inilah yang lebih sering

ditemui dipasaran untuk pengerjaan di workshop.

b. Paduan Aluminium-Silikon.

Paduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan

kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa

pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika

konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan

meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

c. Paduan Aluminium-Magnesium.

Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur

logam paduan yang cukup drastis, dari 660 oC hingga 450 oC. Namun, hal

ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas

dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60 oC.

Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja

dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan

logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut.

d. Paduan Aluminium-Tembaga.

Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat,

namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak

boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena membentuk

senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh.

e. Paduan Aluminium-Mangan.

Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan

pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan

logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh.

Selain itu, penambahan mangan meningkatkan titik lebur paduan

aluminium.

Page 27: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-18

f. Paduan Aluminium-Seng.

Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal

karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan

ini memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium

dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan

elongasi sebesar 11% dalam setiap 50 mm bahan. Bandingkan dengan

aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki kekuatan tensil sebesar

410 MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.

g. Paduan Aluminium-Lithium.

Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa

jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4%

lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis

paduan sebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%.

Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas

lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.

h. Paduan Aluminium-Skandium.

Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi

pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di

lingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena

terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan

karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium. Paduan Al-Sc pernah

digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan

konsentrasi Sc antara 0,1-0,5% (Zaki, 2003 dan Schwarz, 2004).

i. Paduan Aluminium-Besi.

Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu

"kecelakaan". Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan

menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik.

Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil

secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam

jumlah yang sangat kecil. Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe

sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan

menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70.

Page 28: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-19

2.5.2 Sifat-Sifat Teknis Bahan

Aluminium mempunyai sifat fisik dan mekanik.

1. Sifat Fisik Aluminium.

Tabel 2.4 Sifat Fisik Aluminium

Nama, Simbol, dan Nomor Aluminium, Al, 13

Sifat Fisik

Wujud Padat

Massa jenis 2,70 gram/cm3

Massa jenis pada wujud cair 2,375 gram/cm3

Titik lebur 933,47 K, 660,32 oC, 1220,58 oF

Titik didih 2792 K, 2519 oC, 4566 oF

Kalor jenis (25 oC) 24,2 J/mol K

Resistansi listrik (20 oC) 28.2 nΩ m

Konduktivitas termal (300 K) 237 W/m K

Pemuaian termal (25 oC) 23.1 µm/m K

Modulus Young 70 Gpa

Modulus geser 26 Gpa

Poisson ratio 0,35

Kekerasan skala Mohs 2,75

Kekerasan skala Vickers 167 Mpa

Kekerasan skala Brinnel 245 Mpa

Sumber: Hafizh, 2010

2. Sifat Mekanik Aluminium.

Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut.

Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini

disebabkan oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan

aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam

terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya

oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan

dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi

aluminium.

Page 29: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-20

3. Kekuatan tensil.

Kekuatan tensil adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan

pengujian tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan

pada kurva tegangan-regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika

terjadinya necking. Kekuatan tensil bukanlah ukuran kekuatan yang

sebenarnya dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu

acuan terhadap kekuatan bahan.

Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan

umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan

yang memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan.

Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan

termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 MPa

(paduan 7075).

4. Kekerasan.

Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan

yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika

diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas,

plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya.

Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum

adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell.

Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala

Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam.

Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu

dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi perlakuan termal atau fisik.

Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan quenching, lalu disimpan pada

temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinnel sebesar 135.

5. Ductility.

Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk

menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa

terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tensil, ductility ditunjukkan dengan

bentuk neckingnya; material dengan ductility yang tinggi akan mengalami

necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductility rendah,

Page 30: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-21

hampir tidak mengalami necking. Sedangkan dalam hasil pengujian tensil,

ductility diukur dengan skala yang disebut elongasi. Elongasi adalah seberapa

besar pertambahan panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tensil.

Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan panjang per panjang awal

bahan yang diujikan.

Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan

memiliki ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun

pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium

murni, karena ductility berbanding terbalik dengan kekuatan tensil, serta

hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi

dari pada aluminium murni.

2.6 DESAIN EKSPERIMEN

Eksperimen merupakan suatu test atau deretan test untuk melihat pengaruh

perubahan variabel input dari suatu proses atau sistem terhadap variabel respon

atau variabel output yang diamati. Dalam konsep desain eksperimen, eksperimen

biasanya dilakukan pada sistem nyata itu sendiri bukan pada model dari sistem.

Dengan kata lain, eksperimen untuk mencari nilai variabel respon yang diamati

tidak dapat dilakukan dengan menggunakan model matematik seperti dalam

simulasi atau optimasi (operation research).

Desain Eksperimen merupakan langkah lengkap yang perlu diambil jauh

sebelum eksperimen dilakukan agar data yang diperoleh membawa kepada

analisis obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang sedang

dibahas (Sudjana, 1985).

Experiment is a study in which certain inpendent variables are manipulated,

their effect on one or more dependent variables is determined, and the levels of

these independent variables are assigned at random to the units in the study

(Hicks, 1993).

Beberapa istilah atau pengertian yang harus dipahami sebelum mempelajari

metode desain eksperimen (Sudjana, 1995; Montgomery, 1984), sebagai berikut :

1. Unit Eksperimen, objek eksperimen (kelinci percobaan) nilai-nilai variabel

respon diukur.

2. Universe, merupakan daerah asal (polulasi) sampel.

Page 31: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-22

3. Pengacakan (randomisasi).

Merupakan sebuah upaya untuk memenuhi beberapa asumsi yang diambil

dalam suatu percobaan. Pengacakan berupaya untuk memenuhi syarat adanya

independensi yang sebenarnya hanya memperkecil adanya korelasi antar

pengamatan, menghilangkan “bias”, dan memenuhi sifat probabilitas dalam

pengukuran.

4. Kekeliruan eksperimen.

Merupakan kegagalan dari dua unit eksperimen identik yang dikenai

perlakuan untuk memberi hasil yang sama.

5. Variabel respon (effect).

Nama lainnya adalah dependent variable, variable output, atau ukuran

performansi, yaitu output yang ingin diukur dalam eksperimen. Variabel

respon dapat bersifat kualitatif atau kuantitatif.

6. Faktor (causes).

Sering disebut sebagai independent variable, variabel input, atau faktor

penyebab, yaitu input yang nilainya akan diubah-ubah dalam eksperimen.

Faktor bisa bersifat kualitatif atau kuantitatif, dan fixed atau random. Faktor

bersifat fixed karena level-levelnya ditetapkan oleh eksperimenter. Faktor

bersifat random jika level-level yang diuji dalam eksperimen dipilih secara

random oleh eksperimenter.

7. Taraf (levels)

Merupakan nilai-nilai atau klasifikasi-klasifikasi dari sebuah faktor. Taraf

(levels) faktor dinyatakan dengan bilangan 1, 2, 3 dan seterusnya. Misalkan

dalam sebuah penelitian terdapat faktor-faktor, yaitu :

a : jenis kelamin

b : cara mengajar

Selanjutnya taraf untuk faktor a adalah 1 menyatakan laki-laki, 2 menyatakan

perempuan (a1, a2). Bila cara mengajar ada tiga, maka dituliskan dengan b1,

b2, b3.

Page 32: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-23

8. Perlakuan (treatment).

Sekumpulan kondisi eksperimen yang akan digunakan terhadap unit

eksperimen dalam ruang lingkup desain yang dipilih. Perlakuan merupakan

kombinasi level-level dari seluruh faktor yang ingin diuji dalam eksperimen.

9. Replikasi.

Pengulangan eksperimen dasar yang bertujuan untuk menghasilkan taksiran

yang lebih akurat terhadap efek rata-rata suatu faktor ataupun terhadap

kekeliruan eksperimen.

10. Faktor pembatas atau blok (restrictions).

Sering disebut juga sebagai variabel kontrol (dalam Statistik Multivariat).

Yaitu faktor-faktor yang mungkin ikut mempengaruhi variabel respon tetapi

tidak ingin diuji pengaruhnya oleh eksperimenter karena tidak termasuk ke

dalam tujuan studi.

11. Randomisasi.

Cara mengacak unit-unit eksperimen untuk dialokasikan pada eksperimen.

Metode randomisasi yang dipakai dan cara mengkombinasikan level-level

dari faktor yan berbeda menentukan jenis disain eksperimen yang akan

terbentuk.

2.6.1 Langkah-langkah Eksperimen

Langkah-langkah dalam setiap proyek eksperimen secara garis besar

terdiri atas tiga tahapan, yaitu planning phase, design phase dan analysis phase.

(Hicks, 1993).

1. Planning Phase.

Tahapan dalam planning phase, adalah:

a. Membuat problem statement sejelas-jelasnya.

b. Menentukan variabel bebas (dependent variables), yaitu efek yang ingin

diukur, sering disebut sebagai kriteria atau ukuran performansi.

c. Menentukan independent variables.

d. Menentukan level-level yang akan diuji, tentukan sifatnya, yaitu :

- kualitatif atau kuantitatif

- fixed atau random

Page 33: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-24

e. Menentukan cara bagaimana level-level dari beberapa faktor akan

dikombinasikan (khusus untuk eksperimen dua faktor atau lebih).

2. Design Phase.

Tahapan dalam design phase, adalah :

a. Menentukan jumlah observasi yang diambil.

b. Menentukan urutan eksperimen (urutan pengambilan data).

c. Menentukan metode randomisasi.

d. Menentukan model matematik yang menjelaskan variabel respon.

e. Menentukan hipotesis yang akan diuji.

3. Analysis Phase.

Tahapan dalam analysis phase, adalah :

a. Pengumpulan dan pemrosesan data.

b. Menghitung nilai statistik-statistik uji yang dipakai.

c. Menginterpretasikan hasil eksperimen

2.6.2 Eksperimen Faktorial (Factorial Experiment)

Eksperimen faktorial digunakan jumlah faktor yang diuji lebih dari satu.

Eksperimen faktorial adalah eksperimen dimana semua (hampir semua) taraf

(levels) sebuah faktor tertentu dikombinasikan dengan semua (hampir semua)

taraf (levels) faktor lainnya yang terdapat dalam eksperimen (Sudjana, 1985).

Di dalam eksperimen faktorial, terjadi hasilnya dipengaruhi oleh lebih dari

satu faktor, atau dikatakan terjadi interaksi antar faktor. Secara umum interaksi

didefinisikan sebagai ‘perubahan dalam sebuah faktor mengakibatkan perubahan

nilai respon, yang berbeda pada tiap taraf untuk faktor lainnya, maka antara kedua

faktor itu terdapat interaksi’ (Sudjana, 1985).

Page 34: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-25

Tabel 2.5 Skema umum data sampel eksperimen factorial menggunakan 2 faktor dan 1 blok dengan n observasi tiap sel

Blok C Faktor B Faktor A

Jumlah 1 2 … a

1 1

Y1111 Y2111 …

Ya111

Y1112 Y2112 …

Ya112

… … …

Y111n Y211n …

Ya11n

… … … …

… … … …

b

Y1b11 Y2b11 Y3b11

Y4b11

Y1b12 Y2b12 Y3b12

Y4b12

… … …

Y1b1n Y2b1n Y3b1n

Y4b1n

… …

… …

… … … … … … … …

… …

Page 35: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-26

c

1

Y1111 Y2111 … Ya111

Y1112 Y2112 … Ya112

… … … … Y111n Y211n … Ya11n

… …

… … … … … … … …

… …

b

Y1bc1 Y2bc1 …

Yabc1

Y1bc2 Y2bc2 …

Yabc2

… … …

Y1bcn Y2bcn …

Yabcn

Total T…1 T...2 T...3

T…a

Sumber: Sudjana, 1985

Adapun model matematik yang digunakan untuk pengujian data eksperimen yang

menggunakan dua faktor dan satu blok, adalah:

Yijkm = m + Ai + Bj + Ck + ABij + em(ijk)…… …………..…………………..(2.7)

dengan; i = 1, 2, …, a

j = 1, 2, …, b

k = 1, 2, …, c

m = 1, 2, …, n (replikasi)

Yijkm = variabel respon karena pengaruh bersama taraf ke-i faktor A

dan taraf ke-j faktor B yang terdapat pada observasi ke-m

m = efek rata-rata yang sebenarnya (berharga konstan)

Ai = efek sebenarnya dari taraf ke-i faktor A

Tabel 2.5 Skema umum data sampel eksperimen factorial menggunakan 2 faktor dan 1 blok dengan n observasi tiap sel (lanjutan)

Page 36: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-27

Bj = efek sebenarnya dari taraf ke-j faktor B

Ck = efek sebenarnya dari taraf ke-k faktor C

ABij = efek sebenarnya dari interaksi taraf ke-i faktor A dengan taraf

ke-j faktor B

em(ijk) = efek sebenarnya dari unit eksperimen ke-k dalam kombinasi

perlakuan (ijk)

Berdasarkan model persamaan (2.7), maka untuk keperluan anova

dihitung harga-harga (Hicks, 1993), sebagai berikut:

Jumlah kuadrat total (SStotal).

nabc

TYSS

....a

i

b

j

c

k

n

lijkltotal

22 -= åååå ……………..………………………………….(2.8)

Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor A (SSA).

å=

-=a

i

.......iA

nabc

T

nbc

TSS

1

22

……………..…………………………………………….(2.9)

Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor B(SSB).

å=

-=b

j

......j.B

nabc

T

nac

TSS

1

22

….……………..………………………………….…….(2.10)

Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ij antara

faktor A dan faktor B (SSAxB).

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

TSS

2....

b

j

2..j.

a

1i

b

1j

n

1m

a

i

2...i

2ij.m

AxB +--= åååå å= = =

……………...…………...…(2.11)

Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k blok C (SSC).

nabc

T

nab

T ....k

c

..k.C

2

1

2

SS -= å=

……………...........................................…………...…(2.12)

Jumlah kuadrat error (SSE).

CBABA SSSSSSSSSSSS xtotalE ----= ……………...………….…………...…(2.13)

Tabel 2.5 anova untuk eksperimen faktorial yang menggunakan dua faktor

(a dan b) dan satu blok (c). Pada kolom terakhir tabel 2.5, untuk menghitung

harga F yang digunakan sebagai alat pengujian statistik, maka perlu diketahui

model mana yang diambil. Model yang dimaksud ditentukan oleh sifat tiap faktor,

apakah tetap atau acak. Model tetap menunjukkan di dalam eksperimen terdapat

Page 37: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-28

hanya m buah perlakuan, sedangkan model acak menunjukkan bahwa dilakukan

pengambilan m buah perlakuan secara acak dari populasi yang ada.

Tabel 2.6 Anova eksperimen 2 faktor dengan satu blok

desain acak sempurna

Sumber Variansi Derajat

Bebas (df)

Jumlah

Kuadrat (SS)

Kuadrat

Tengah (MS) F

Faktor A

Faktor B

Interaksi A x B

Blok C

Error

a - 1

b – 1

(a – 1)(b – 1)

(c – 1)

(ab-1)(c - 1)

SSA

SSB

SSAxB

SSC

SSE

SSA/dfA

SSB/dfB

SSAxB/dfAxB

SSC/dfC

SSE/dfE

MSA/MSE

MSB/MSE

MSAxB/MSE

MSC/MSE

Total abc-1 SSTotal

Sumber: Sudjana, 1985

2.6.3 Pengujian Asumsi-Asumsi Anova

Apabila menggunakan analisis variansi sebagai alat analisa data

eksperimen, maka seharusnya sebelum dilakukan pengolahan data, terlebih dahulu

dilakukan uji asumsi-asumsi anava berupa uji normalitas, homogenitas variansi,

dan independensi terhadap data hasil eksperimen (Sudjana, 1985), yaitu:

1. Uji Normalitas.

Pemeriksaan pada populasi berdistribusi normal atau tidak, dapat ditempuh uji

normalitas dengan menggunakan metode lilliefors (Kolmogorov-Smirnov yang

dimodifikasi), atau dengan normal probability-plot. Pemilihan uji Lilliefors

sebagai alat uji normalitas didasarkan, yaitu:

a. Uji lilliefors adalah uji Kolmogorov-Smirnov yang telah dimodifikasi dan

secara khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean dan

variansi tidak diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data (sampel). Uji

Kolmogorov-Smirnov masih bersifat umum karena berguna untuk

membandingkan fungsi distribusi kumulatif data observasi dari sebuah

variabel dengan sebuah distribusi teoritis, yang mungkin bersifat normal,

seragam, poisson, atau eksponensial (Help SPSS 10.01).

b. Uji Lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu, jumlahnya kurang

dari 50 data, dan data tidak disusun dalam bentuk interval (bentuk

Page 38: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-29

frekuensi). Apabila data tidak bersifat seperti di atas, maka uji yang tepat

untuk digunakan adalah Chi-Kuadrat (JC Miller, 1991).

Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors (Sudjana, 2002), sebagai berikut:

1) Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar.

2) Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi (s) data tersebut.

n

x

x

n

iiå

== 1 ………………………………………………...……..………(2.14)

( )

1

2

2

-

-=

ån

n

xx

s …………………….…………………….…………..(2.15)

3) Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku (z).

( ) sxxz ii /-= ………………………………………………………..(2.16)

4) Dari nilai baku (z), tentukan nilai probabilitasnya P(z) berdasarkan sebaran

normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar

luas wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel

dengan function NORMSDIST.

5) Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x)

P(xi) = i / n……………………………………………….……………..(2.17)

6) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x) sebagai nilai

Lhitung

maks )P()P( xz - ………………………………………………….……..(2.18)

7) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P(z) yaitu

maks ( ) )P(1P zix -- ………………………………………….…………..(2.19)

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam beberapa

kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan, adalah:

H0 : data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal

H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal

Taraf nyata yang dipilih a = 0.01, dengan wilayah kritik Lhitung > La (k-1).

Apabila nilai Lhitung < Ltabel , maka terima H0 dan simpulkan bahwa data

observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal.

Page 39: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-30

2. Uji Homogenitas.

Uji homogenitas bertujuan menguji apakah variansi error dari tiap level atau

perlakuan bernilai sama. Alat uji yang sering dipakai adalah uji Bartlett. Uji

Bartlett dilakukan setelah uji normalitas terlampaui. Untuk menghindari

adanya kesulitan dalam urutan proses pengolahan, maka alat uji yang dipilih

adalah uji Levene. Uji Levene dilakukan dengan menggunakan analisis ragam

terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan dalam, sampel dengan

rata-rata sampel yang bersangkutan.Prosedur uji homogenitas Levene (Wijaya,

2000), sebagai berikut:

a. Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.

b. Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap

level.

c. Hitung nilai-nilai berikut ini :

1) Faktor koreksi

( ) nxi2

(FK) å= ………………………………………....…………..(2.20)

dengan; xi = dat hasil pengamatan

i = 1, 2, …, n, (n banyaknya data)

2) ( )( ) FKFaktorJK 2 -=- å kxi …………………………………….…..(2.21)

dengan; k = banyaknya data pada tiap level

3) ( ) FK(JKT)TotalJK 2 -=- å iy …………………………………….…..(2.22)

dengan; yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-ratanya

untuk tiap level

4) JK-Error (JKE) = JKT – JK (Faktor) ……………………….….…..(2.23)

Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar

analisis ragam sebagaimana tabel 2.6.

Page 40: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-31

Tabel 2.7 Skema umum daftar analisis ragam homogenitas

Sumber Keragaman Db JK KT F

Faktor

Error

Total

F JK(Faktor) JK(Faktor)/ Db )(

(faktor)

KTKT

error

n-1-f JKE JKE / Db

n-1 JKT

Sumber: Sudjana, 1985

d. Hipotesis yang diajukan adalah sebagai berikut :

H0 : s12 = s2

2

H1 : Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

e. Taraf nyata yang dipilih adalah a = 0.01

f. Wilayah kritik : F > Fa(v1 ; v2) atau F > F0.01(1;46)

3. Uji Independensi.

Salah satu upaya mencapai sifat independen dengan melakukan pengacakan

terhadap observasi. Apabila masalah acak ini diragukan maka dapat dilakukan

pengujian dengan cara melakukan plot residual versus urutan pengambilan

observasinya. Hasil plot tersebut akan memperlihatkan ada tidaknya pola

tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error

tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan

eksperimen tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak).

2.6.4 Uji Rata-Rata Sesudah Anova

Uji setelah anova dilakukan apabila ada hipotesis nol (H0) yang ditolak

atau terdapat perbedaan yang signifikan antar level faktor, blok, atau interaksi

faktor-faktor. Uji setelah anava bertujuan untuk menjawab manakah dari rata-rata

taraf perlakuan yang berbeda.

Alat uji yang digunakan adalah Contras Orthogonal, uji rentang Student

Newman-Keuls, uji Dunnett dan uji Scheffe. Apabila ingin menggunakan uji

Contras Orthogonal, maka pemakaian alat uji ini sudah ditentukan sejak awal

Page 41: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-32

(sebelum eksperimen dilakukan), termasuk model perbandingan rata-rata

perlakuan. Adapun tiga alat uji lainnya dapat digunakan apabila perlu setelah hasil

pengolahan data menunjukkan adanya perbedaan yang berarti antar perlakuan.

Uji Student Newman-Keuls (SNK) lebih tepat digunakan dibandingkan uji

Dunnett atau Scheffe, untuk melihat pada level mana terdapat perbedaan dari

suatu faktor yang dinyatakan berpengaruh signifikan oleh uji Anova. Pemilihan

uji Dunnett atau Scheffe tidak tepat untuk melihat pada level mana terdapat

perbedaan terhadap suatu faktor, karena uji Dunnett hanya digunakan untuk

membandingkan suatu kontrol dengan perlakuan lainnya. Sedangkan uji Scheffe

lebih ditujukan untuk membandingkan antara dua kelompok perlakuan (bukan

level tunggal).

Prosedur uji Student Newman-Keuls (SNK) (Hicks, 1993) terhadap suatu

level yang pengaruhnya dinyatakan cukup signifikan, sebagai berikut:

1. Susun rata-rata tiap level yang diuji dari kecil ke besar.

2. Ambil nilai mean squareerror dan dferror dari tabel anova.

3. Hitung nilai error standar untuk mean level dengan rumus berikut :

kS error

.jY

MS= ……………...…………………….……………………..(2.24)

dengan; k = jumlah level

4. Tetapkan nilai a dan ambil nilai-nilai significant ranges dari Tabel

Stundentized range dengan n2 = dferror dan p = 2, 3, … ,k sehingga diperoleh

significant range (SR).

5. Kalikan tiap nilai significant range (SR) yang diperoleh dengan error standar

sehingga diperoleh least significant range (LSR).

LSR = SR x .jYS …………...…………………….……………………..(2.25)

6. Hitung beda (selisih) mean antar dua level (akan terbentuk kK2 = k(k – 1)/2

pasang), dimulai dari mean terbesar dengan sampai dengan mean terkecil.

Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest dengan LSR untuk

p = k – 1, demikian seterusnya sampai diperoleh kK2 perbandingan.

Page 42: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

II-33

2.7 PENELITIAN SEBELUMNYA

Hamdani (1998) mengkaji mengenai perbandingan umur pahat dan

karakteristik metalurgi terhadap pahat HSS Cina dan Jerman. Penelitian ini

bertujuan membedakan dua jenis material HSS mengenai umur pahat dan

karakteristik metalurginya. Kedua jenis pahat diuji pada proses pemesinan untuk

mengetahui umur pahat. Parameter pemesinan, geometri pahat, dan batas kriteria

keausan kritisnya sama. Kedua jenis material diperiksa kakteristik metalurginya

yaitu kekerasan, struktur mikro, dan komposisi kimia serta senyawa karbida. Hasil

penelitian didapat bahwa umur pahat HSS Cina 154,6 menit dan pahat HSS

Jerman 21,6 menit.

Sugito (2005) melakukan penelitian mengenai pengaruh annealing terhadap

sifat fisis dan mekanis pahat hss dengan unsur paduan utama chrom. Penelitian ini

bertujuan untuk mengamati dan mencocokkan fase yang ada pada pahat HSS

dengan standard pengujian yang ada setelah bahan mengalami annealing. Dari

hasil pengujian dan pengamatan didapatkan kesimpulan bahwa, baja chrom, pada

bagian dalam sebelum diannealing kekerasan rata-rata 1059,86 kg/mm2,

sedangkan pada bagian dalam setelah diannealing kekerasan rata-rata adalah

300,46 kg/mm2.

Hermawan (2009) melakukan kajian mengenai karakterisasi pahat HSS

produk Jerman dan Taiwan. Penelitian ini bertujuan membandingkan struktur

mikro dan komposisi kimia dan kekerasan pada pahat bubut HSS buatan Jerman

dan buatan Taiwan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian kekerasan,

pengujian komposisi kimia dan struktur mikro (mikrografi). Dari hasil penelitian

menunjukkan bahwa HSS Jerman menpunyai nilai kekerasan 64,42 HRC

sedangkan HSS Taiwan mempunyai kekerasan 62,35 HRC.

Page 43: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-1

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian menggambarkan langkah-langkah penelitian yang

akan dilakukan dalam pemecahan masalah. Adapun langkah-langkah penyelesaian

masalah adalah seperti pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Metodologi penelitian

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Penetapan Tujuan dan Manfaat Penelitian

Studi Lapangan

Perancangan desain eksperimen Penentuan faktor, variabel respon, replikasi,

treatment

Studi Literatur

Persiapan objek penelitian dan bahan/alat pendukung

Penentuan level geometri sudut pahat HSS (Variasi β/γ dan ε/κ)

Pengambilan Data (kenaikan temperatur mata potong pahat HSS)

A

Desain eksperimen

Studi Pendahuluan

Page 44: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-2

Gambar 3.1 Metodologi penelitian (lanjutan)

3.1 STUDI PENDAHULUAN

Pada tahap ini terlebih dahulu ditentukan latar belakang masalah, perumusan

masalah, dan kemudian dilakukan penetapan tujuan dan manfaat dari penelitan.

Permasalahan diambil dari studi kasus di Laboratorium Perencanaan dan

Perancangan Produk (P3) Teknik Industri Uiversitas Sebelas Maret Surakarta.

3.2 STUDI LITERATUR DAN STUDI LAPANGAN

Studi pustaka dilakukan dengan tujuan mendapatkan gambaran mengenai

teori dan konsep yang digunakan dalam menyelesaikan permasalahan yang

diteliti dan mendapatkan dasar referensi yang kuat dalam menerapkan suatu

metode yang digunakan. Studi literatur dilakukan dengan mengeksplorasi

buku-buku, jurnal, penelitian dan sumber lain yang terkait dengan geometri

sudut dan umur pahat high speed steel (HSS) dan tentang desain eksperimen.

Analisis dan Interpretasi Hasil Penelitian

Kesimpulan dan Saran

A

Uji karakteristik data

Uji signifikansi

Uji pembanding

Pengolahan data

Uji karakteristik data

Uji signifikansi

Uji karakteristik data

Uji signifikansi

Uji pembanding

Uji karakteristik data

Uji signifikansi

Uji karakteristik data

Uji karakteristik data

Uji signifikansi

Uji karakteristik data

Uji signifikansi

Uji karakteristik data

Uji pembanding

Uji signifikansi

Uji karakteristik data

Page 45: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-3

3.3 PERANCANGAN METODE DESAIN EKSPERIMEN

Umur pakai pahat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Pengaruh dari geometri

sudut pahat meliputi faktor sudut kappa (κr), sudut gamma (γo), dan faktor lainnya

yaitu diameter benda kerja. Faktor-faktor dalam penelitian ini ditentukan di awal

penelitian (fixed factor). Rancangan penelitian pada penelitian ini ditentukan

melalui beberapa tahapan.

3.3.1 Tahap Perencanaan Planning Phase

Langkah-langkah dalam planning phase, sebagai berikut:

1. Merumuskan problem statement.

Problem statement dalam penelitian ini adalah bagaimanakah pengaruh sudut

kappa, sudut gamma terhadap umur pakai pahat.

2. Menentukan variabel dependent (respon).

Variabel dependent (respon) yang diukur pada penelitian ini adalah nilai

kenaikan temperatur mata potong pahat setelah digunakan. Sifat variabel

dependent (respon) adalah kuantitatif. Unit eksperimen pada penelitian ini

adalah pahat HSS.

3. Menentukan variabel independent (faktor).

Faktor-faktor yang ingin diuji pada penelitian ini, yaitu:

a. geometri sudut potong utama (κr) (sudut kappa) (a)

level sudut (κr) : 90°(a1), 75°(a2), 45°(a3).

b. geometri sudut geram orthogonal (γo) (sudut gamma) (b)

level sudut (γo) : 30°(b1), 26°(b2), 22°(b3), 18°(b4), 14°(b5).

c. diameter material pengujian (c sebagai block)

level diameter material pengujian yaitu 31,5mm (c1), 29,9mm (c2),

28,3mm (c3).

Faktor a,b, dan blok c bersifat kuantitatif dan level-level dari semua faktor

dipilih secara fixed.

Geometri sudut pahat lain yang tidak termasuk faktor :

a. sudut bebas orthogonal (αo) : 12°.

b. sudut potong bantu (κ’r) : 60°.

c. sudut penampang orthogonal : 48°, 52°, 56°, 60°, 64°.

Page 46: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-4

4. Menentukan kombinasi level-level faktor.

Kombinasi level-level faktor ditunjukkan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Kombinasi level-level faktor dan blok

90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)30° (b1) a1b1c1 a2b1c1 a3b1c126° (b2) a1b2c1 a2b2c1 a3b2c122° (b3) a1b3c1 a2b3c1 a3b3c1

18° (b4) a1b4c1 a2b4c1 a3b4c114° (b5) a1b5c1 a2b5c1 a3b5c130° (b1) a1b1c2 a2b1c2 a3b1c2

26° (b2) a1b2c2 a2b2c2 a3b2c222° (b3) a1b3c2 a2b3c2 a3b3c218° (b4) a1b4c2 a2b4c2 a3b4c214° (b5) a1b5c2 a2b5c2 a3b5c230° (b1) a1b1c3 a2b1c3 a3b1c3

26° (b2) a1b2c3 a2b2c3 a3b2c3

22° (b3) a1b3c3 a2b3c3 a3b3c318° (b4) a1b4c3 a2b4c3 a3b4c314° (b5) a1b5c3 a2b5c3 a3b5c3

Faktor Sudut Kappa (κr)

Faktor Variasi Sudut (a)

31.5 (c1)

29.9 c2)

28.3 (c3)

Diameter Material Pengujian (mm) (c)

Faktor Sudut gamma (γo) (b)

3.3.2 Tahap Design Phase

Langkah-langkah yang dilakukan dalam design phase, sebagai berikut:

1. Menentukan jumlah observasi.

Setiap kombinasi level-level faktor pada penelitian ini akan dilakukan

pengulangan replikasi sebanyak dua kali. Penentuan jumlah replikasi dua kali

karena mempertimbangkan ketersediaan material aluminium paduan rendah

yang terbatas. Hal lain yang menjadi pertimbangan adalah desain eksperimen

menggunakan blok sehingga dengan mereplikasi dua kali data yang diperoleh

sudah cukup banyak.

2. Menentukan layout pengumpulan data.

Dalam tahap ini dilakukan penentuan teknik desain eksperimen yang

digunakan. Teknik desain eksperimen yang dipilih yaitu Factorial Experiment

Randomized Block Design. Desain ini digunakan karena eksperimen ini terdiri

dari dua faktor yaitu geometri sudut potong utama (κr) (sudut kappa) (a),

geometri sudut geram orthogonal (γo) (sudut gamma) (b), dan satu blok yaitu

diameter material pengujian (c). Tujuan penggunaan blok adalah agar cara

merendom eksperimen lebih terkendali dengan harapan rendom error dari

eksperimen dapat diperkecil. Pada kajian ini, yang menjadi fokus utama

Page 47: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-5

eksperimen adalah geometri sudut potong utama (sudut kappa) (κr) dan

geometri sudut geram orthogonal (sudut gamma) (γo) serta yang menjadi blok

pengacakan eksperimen adalah diameter material pengujian. Oleh karena itu

dipilih desain eksperimen Factorial Experiment Randomized Block Design.

Eksperimen ditentukan secara acak seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.2.

Layout pengumpulan data ditunjukkan pada tabel 3.3. Pengacakan dilakukan

dengan mengambil secara acak kertas yang telah diberi penomeran angka 1-30

untuk setiap blok.

Tabel 3.2 Urutan pengambilan data eksperimen

90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)3 26 24

7 28 2529 15 430 20 18

1 9 619 23 175 21 2

10 22 278 12 1311 14 16

6 3 1528 14 291 10 9

13 20 3022 12 84 27 2521 2 1626 23 195 17 1124 18 73 9 7

11 23 28

8 1 16

15 29 25

2 6 2024 26 417 10 275 30 1219 14 2213 21 18

28.3 (c3)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

18° (b4)

14° (b5)

29.9 c2)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

Diameter Material Pengujian (mm) (c)

Faktor Sudut gamma (γo) (b)

Faktor Sudut Kappa (κr)

Faktor Variasi Sudut (a)

31.5 (c1)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

Page 48: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-6

Tabel 3.3 Layout pengumpulan data eksperimen

90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)Y 111 Y 211 Y 311

Y 112 Y 212 Y 312

JumlahY 121 Y 221 Y 321

Y 122 Y 222 Y 322

JumlahY 131 Y 231 Y 331

Y 132 Y 232 Y 332

JumlahY 141 Y 241 Y 341

Y 142 Y 242 Y 342

JumlahY 151 Y 251 Y 351

Y 152 Y 252 Y 352

JumlahTotal

Y 111 Y 211 Y 311

Y 112 Y 212 Y 312

JumlahY 121 Y 221 Y 321

Y 122 Y 222 Y 322

JumlahY 131 Y 231 Y 331

Y 132 Y 232 Y 332

JumlahY 141 Y 241 Y 341

Y 142 Y 242 Y 342

JumlahY 151 Y 251 Y 351

Y 152 Y 252 Y 352

JumlahTotal

Y 111 Y 211 Y 311

Y 112 Y 212 Y 312

JumlahY 121 Y 221 Y 321

Y 122 Y 222 Y 322

JumlahY 131 Y 231 Y 331

Y 132 Y 232 Y 332

JumlahY 141 Y 241 Y 341

Y 142 Y 242 Y 342

JumlahY 151 Y 251 Y 351

Y 152 Y 252 Y 352

JumlahTotal

Faktor Sudut Kappa (κr) Total

Faktor Variasi Sudut (a)

30° (b1)

26° (b2)

Diameter Material Pengujian (mm) (c)

31.5 (c1)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

Faktor Sudut gamma (γo) (b)

14° (b5)

28.3 (c3)

14° (b5)

29.9 c2)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

dengan; Y1111 : variabel respon untuk sudut kappa 90°, sudut gamma 30°,

pada replikasi pertama

Page 49: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-7

3. Menentukan model matematik variabel respon.

Rumusan model matematik yang digunakan untuk menjelaskan variabel

respon adalah sebagai berikut:

)(ijklijkjiijkl ABCBAY em +++++= .............................................(3.1)

dengan;

Yijkl : variabel respon kenaikan temperatur bidang aktif pahat

Ai : faktor sudut kappa

Bj : faktor sudut gamma

Ck : faktor diameter material pengujian

ABij : interaksi faktor A dan faktor B

em(ijk) : random error

i : jumlah faktor sudut kappa (A), i = 1, 2, 3

j : jumlah faktor sudut gamma (B), j = 1, 2, 3, 4, 5

k : jumlah faktor diameter material pengujian (C), k = 1,2,3

l : jumlah replikasi l = 1, 2

4. Menentukan hipotesis eksperimen.

Hipotesis yang diajukan dalam eksperimen ini adalah faktor sudut kappa,

sudut gamma, dan diameter material pengujian berpengaruh terhadap

kenaikan temperatur mata potong pahat, dimana faktor tersebut mungkin

berdiri sendiri ataupun berinteraksi dengan faktor yang lain. Hipotesis

umum ini disebut sebagai hipotesis satu (H1).

Adapun hipotesis nol dari eksperimen dalam penelitian ini, adalah:

H01 : jǂ挠 = 0

Perbedaan sudut kappa tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap besarnya kenaikan temperatur mata potong

pahat.

H02 : j4挠 = 0

Perbedaan sudut gamma tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap besarnya kenaikan temperatur mata potong

pahat.

Page 50: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-8

H03 : j披挠 = 0

Perbedaan diameter material pengujian tidak menimbulkan

pengaruh yang signifikan terhadap besarnya kenaikan temperatur

mata potong pahat.

H04 :

jǂ4挠 = 0

Perbedaan interaksi sudut kappa dan sudut gamma tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya

kenaikan temperatur mata potong pahat.

3.4 PERSIAPAN OBJEK PENELITIAN DAN BAHAN ATAU ALAT PENDUKUNG

Setelah perancangan desain eksperimen, maka dilakukan persiapan objek

penelitian dan bahan/alat pendukung yang digunakan, yaitu:

1. Objek penelitian: pahat HSS.

Pahat HSS yang digunakan adalah pahat HSS jenis plain HSS (HSS murni)

dengan dimensi 9mm x 9mm x 120mm.

2. Bahan/alat pendukung.

a. Mesin gerinda.

Mesin gerinda yang digunakan adalah mesin gerinda meja merk ALDO

dengan kapasitas dua batu gerinda di kanan dan kiri untuk pengasahan dan

pembentukan geometri sudut pahat HSS.

b. Bevel protractor.

Bevel protractor adalah alat yang digunakan untuk mengukur geometri

sudut pahat yang dibentuk pada proses penggerindaan. Bevel protractor

yang digunakan pada penelitian ini adalah merk KRISBOW dengan akurasi

pengukuran sudut 1⁰.

c. Mesin bubut.

Mesin bubut yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin bubut manual

yang berada di laboratorium P3 sebagai tempat penelitian. Mesin bubut

tersebut merk CZ308A dengan kapasitas putaran spindel maksimum

1500rpm dan feed rate 0,42mm/put.

Page 51: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-9

d. Thermometer infrared.

Thermometer infrared digunakan untuk mengukur kenaikan temperatur

mata potong pahat ketika diujikan. Thermometer infrared yang digunakan

adalah merk KRISBOW dengan akurasi pengukuran 1⁰C. Dapat juga

digunakan dalam satuan fahrenhait. Cara kerja alat ini adalah menembakkan

sinar infrared ke arah permukaan benda yang diukur dan pada layar

menunjukkan hasil pengukuran themperatur benda yang diukur.

e. Dial caliper.

Dial caliper adalah alat yang digunakan mengukur ukuran diameter benda

kerja atapun dimensi panjang. Dalam penelitian ini dial caliper yang

digunakan adalah merk MITUTOYO dengan akurasi pengukuran 0,01mm.

f. Stand dial.

Stand dial adalah alat untuk mencekam dial indicator, namun dalam

penelitian ini digunakan untuk pencekam thermometer infrared. Agar dapat

dipasangkan dalam tool post sehingga ikut bergerak mengikuti gerakan

pahat.

g. Material Aluminium paduan rendah bentuk silinder.

Material ini merupakan aluminium murni namun terdapat campuran unsur

pengotor yang ikut tercampur dalam proses pembuatannya. Persentase unsur

pengotor tidak teridentikasi sehingga disebut aluminium paduan rendah.

3.5 PENGAMBILAN DATA

Data diambil dari hasil percobaan yang dilakukan di Laboratorium

Perencanaan dan Perancangan Produk Jurusan Teknik Industri UNS. Data yang

digunakan adalah kenaikan temperatur mata potong pahat dari kondisi awal ketika

belum digunakan sampai kondisi akhir pemotongan (∆t).

θs1 : temperatur awal bidang aktif pahat. (°C) θs2 : temperatur akhir bidang aktif pahat. (°C) ∆θs : kenaikan temperatur bidang aktif pahat. (°C)

θs1 θs2

∆θs = θs2 - θs1

Page 52: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-10

Langkah-langkah pengambilan data, sebagai berikut:

1. Persiapan objek penelitian dan bahan/alat pendukung.

a. Pahat HSS.

Pahat HSS dibentuk sesuai geometri yang sudah ditentukan, dengan

menggunakan mesin gerinda. Pengasahan dilakukan secara manual tanpa

menggunakan ficture tambahan untuk membentuk geometri sudutnya.

Untuk mengetahui geometri sudut yang diinginkan telah tercapai atau

belum diukur dengan menggunakan bevel protrector.

b. Material aluminium paduan bentuk silinder.

Pembelian material aluminium paduan bentuk silinder masih dalam bentuk

panjang 3 meter. Spesimen dibuat sepanjang 20 cm, sehingga perlu

dilakukan pemotongan dengan menggunakan gergaji besi. Jumlah spesimen

yang diperlukan sebanyak 30 batang silinder. Setelah dipotong kemudian

pada satu baian sisi dilakukan facing cut dengan mesin bubut dan dibuat

center point dengan alat potong center drill.

c. Thermometer infrared.

Thermometer infrared dipasangkan pada stand dial dengan menggunakan

isolasi plastik. Hal tersebut bertujuan agar ketika digunakan untuk

mengukur themperatur, thermometer berada pada posisi yang konstan.

2. Proses pengambilan data.

a. Mempersiapkan mesin bubut.

Mesin bubut yang digunakan adalah mesin bubut manual, parameter mesin

berdasarkan perhitungan dikondisikan putaran spindel mesin 1500 rpm,

feed rate 0.13, dept of cut 0.8 mm, panjang pemakanan 180 mm.

Pencekaman material benda kerja dibuat chuck center yaitu dengan

menambahkan life center sebagai tumpuan karena benda kerja yang cukup

panjang.

b. Menyeting Pahat HSS.

Pahat dicekam pada tool post dengan kondisi mata potong keluar sepanjang

30mm sehingga tidak over hang. Semua pahat diseting pada kondisi yang

sama sehingga homogenitas kondisi pahat diharapkan dapat tercapai.

Page 53: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-11

c. Memasang material benda kerja.

Material dipasangkan pada chuck center dengan kondisi panjang

pemotongan 180 mm.

d. Memasang thermometer infrared.

Thermometer infrared yang telah terpasang pada stand dial diletakkan pada

tool post agar ikut bergarak mengikuti mata potong yang diukur ketika

pengujian pemakanan. Sinar infrared diarahkan tepat pada mata potong

pahat yang kontak dengan benda kerja sehingga ukuran lebih akurat.

e. Melakukan Pengujian.

Setelah semua alat dan bahan terpasang kemudian dilukan pengujian untuk

mengambil data kenaikan temperatur mata potong pahat. Pengambilan data

yang pertama adalah pada blok diameter material pengujian 30,5 mm

dengan urutan yang telah ditentukan. Setelah pengambilan data pada blok

31,5 mm selesai dilanjutkan pada blok 29,9 mm kemudian blok 28,3 mm.

Semua pengambilan data pada setiap spesimen dikondisikan pada kondisi

yang sama. Data yang diperoleh adalah temperatur mata potong pahat

sebelum dilakukan pengujian pemakanan dan setelah dilakukan pengujian

pemakanan sehingga diketahuai kenaikan temperatur yang terjadi. Data

dibaca pada thermometer infrared kemudian dicatat pada tabel yang

dipersiapkan.

3.6 PENGOLAHAN DATA

Setelah dilakukan pengumpulan data, langkah berikutnya adalah mengolah

data tersebut untuk mendapatkan hasil (output) dari penelitian ini. Pengolahan

data dimulai dengan pengujian karakteristik data, pengujian signifikansi

(ANOVA), dan uji pembanding ganda. Langkah-langkah pengolahan data

dijelaskan dalam uraian berikut:

3.6.1 Uji Sebelum ANOVA

Pengujian karakteristik data perlu dilakukan agar metode dalam penelitian

dapat diyakini memberikan hasil/analisis yang valid, yaitu:

1. Uji normalitas dengan metode Kolmogorov Smirnov.

Uji normalitas dilakukan dengan uji Kolmogorov-Smirnov. Uji ini dilakukan

pada tiap level.

Page 54: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-12

Langkah-langkah uji Kolmogorov-Smirnov (Sudjana, 2005), yaitu:

a. Mengurutkan data dari yang terkecil sampai terbesar.

b. Menghitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi ( s ) data tersebut.

n

x

x

n

ii ÷÷ø

öççè

æ

=å=1 ..........................................................................................(3. 2)

( )

1

2

2

-

-=

åån

n

xx

s

ii

......................................................................(3. 3)

Keterangan:

xi = nilai kenaikan temperatur pada pengamatan ke-i

n = banyaknya data kenaikan temperatur

c. Mentransformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ).

( ) sxxz ii /-= .....................................................................................(3. 4)

Keterangan:

xi = nilai kenaikan temperatur pada pengamatan ke-i

x = rata-rata

s = standar deviasi

d. Berdasarkan nilai baku ( z ), menentukan nilai probabilitasnya P( z )

berdasarkan sebaran normal baku sebagai probabilitas pengamatan

menggunakan tabel standar luas wilayah di bawah kurva normal.

e. Menentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan rumus,

sebagai berikut:

nixP i /)( = ..............................................................................................(3. 5)

Keterangan:

i = data ke-

n = jumlah data

f. Menentukan nilai maksimum dari selisih absolut P( z ) dan P( x ) yaitu:

maks | P( z ) - P( x )| , sebagai nilai L hitung.

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam 3 kali

replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan adalah:

H0 : Sampel data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal

Page 55: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-13

H1 : Sampel data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi

normal

Taraf nyata yang dipilih a = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(n).

Apabila nilai Lhitung < Ltabel , maka terima H0 dan simpulkan bahwa data

observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal.

2. Uji homogenitas dengan Levene Test.

Uji homogenitas dilakukan secara berpasangan antara variabel respon dengan

masing-masing faktor. Tujuan dari pengujian ini adalah memastikan bahwa

variansi nilai dependent variable tidak terkonsentrasi atau terkumpul pada level

tertentu dari independent variable. Uji levene dilakukan dengan menggunakan

analisis ragam terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan dalam sampel

dengan rata-rata sampel yang bersangkutan. Data dinyatakan homogen apabila

nilai Uji levene lebih besar dari 0,05.

Langkah-langkah uji homogenitas dengan Levene Test adalah:

a. Mengelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.

b. Menghitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap

level.

c. Menghitung nilai-nilai berikut ini :

1. Faktor Koreksi (FK) = ( ) nyi

2å ……………………………..……..…(3.6)

keterangan: yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-ratanya untuk tiap level

i = 1, 2, . . ., n n = banyaknya data = 54

2. JK-Faktor = ( ) FKkyi -÷øöç

èæ å 2

……………….…………..………......(3.7)

keterangan k = banyaknya data pada tiap level k = 27, untuk faktor jenis kertas k = 18, untuk faktor jenis perekat dan kerapatan

3. JK-Total (JKT) = ( ) FKyi -å 2 ……………………………………..…....(3.8)

4. JK-Error (JKE) = JKT – JK(Faktor) ……………………….….....…..(3.9)

Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar

analisis ragam sebagaimana tabel 3.4.

Page 56: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-14

Tabel 3.4 Skema Umum Daftar Analisis Ragam Uji Homogenitas

Sumber Keragaman Db JK KT F

Faktor

(sudut kappa, sudut gamma)

f JK(Faktor) JK(Faktor) / db )(

)(errorKTfaktorKT

Error n-1-f JKE JKE / db

Total n-1 JKT

Hipotesis yang diajukan adalah :

H0 : 26

25

24

23

22

21 ssssss =====

H1 : Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

d. Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.05

e. Wilayah kritik : F > F α (v1 ; v2)

3. Uji independansi.

Salah satu upaya mencapai sifat independen dengan melakukan pengacakan

terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini diragukan maka

dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual versus urutan

pengambilan observasinya. Hasil plot memperlihatkan ada tidaknya pola

tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error

tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan

eksperimen tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak).

3.6.2 Uji ANOVA

Data yang telah memenuhi syarat uji asumsi, kemudian dilanjutkan dengan

uji signifikansi. Uji signifikansi perbedaan kombinasi yang terbentuk dalam

penelitian ini merupakan tahap analisis (analysis phase) dalam desain eksperimen.

Pengujian ini menggunakan metode Analysis of Variance dengan dua faktor dan

satu block. Pada pengujian ini akan diketahui faktor-faktor apa saja yang

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

Page 57: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-15

Langkah-langkah uji signifikansi adalah:

1. Menghitung jumlah kuadrat total (SStotal).

nabc

TYSS

....a

i

b

j

c

k

n

lijkltotal

22 -= åååå ………..……………………………...….(3.10)

2. Menghitung jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i

faktor sudut kappa (SSA).

å=

-=a

i

.......iA

nabc

T

nbc

TSS

1

22

………..…………………………………………….(3.11)

3. Menghitung jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j

faktor sudut gamma (SSB).

å=

-=b

j

......j.B

nabc

T

nac

TSS

1

22

….……………..…………………………….….….(3.12)

4. Menghitung jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi

taraf ke-ij antara faktor sudut kappa dan faktor sudut gamma (SSAxB).

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

TSS

2....

b

j

2..j.

a

1i

b

1j

n

1m

a

i

2...i

2ij.m

AxB +--= åååå å= = =

……………..………...…(3.13)

5. Menghitung jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k

blok diameter material pengujian (SSC).

nabc

T

nab

T ....k

c

..k.C

2

1

2

SS -= å=

……………......................................…………...…(3.14)

6. Menghitung jumlah kuadrat error (SSE).

CBABA SSSSSSSSSSSS xtotalE ----= ……………...……..………….....…(3.15)

Tabel 3.5 Anova eksperimen 2 faktor dengan satu blok desain acak

Sumber

Variansi

Derajat

Bebas (df)

Jumlah

Kuadrat (SS)

Kuadrat

Tengah (MS) F

Faktor A

Faktor B

Interaksi A x B

Blok C

Error

a - 1

b – 1

(a – 1)(b – 1)

(c – 1)

(ab-1)(c - 1)

SSA

SSB

SSAxB

SSC

SSE

SSA/dfA

SSB/dfB

SSAxB/dfAxB

SSC/dfC

SSE/dfE

MSA/MSE

MSB/MSE

MSAxB/MSE

MSC/MSE

Total abc-1 SSTotal

Page 58: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-16

3.6.3 Uji Setelah ANOVA

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sejauh mana perbedaan yang

terjadi dari hasil eksperimen yang telah dilakukan, dimana dalam hal ini adalah

untuk mengetahui kombinasi sudut yang terbaik yang tidak menyebabkan

kenaikan temperatur mata potong pahat yang signifikan sehingga umur pakai

pahat dapat ditingkatkan. Pengujian setelah Anova menggunakan uji SNK

(Student Newman Keuls). Uji pembanding ganda menggunakan uji SNK (Student

Newman Keuls) dengan langkah-langkah berikut:

1. Menyusun rata-rata tiap level yang diuji dari kecil ke besar.

2. Mengambil nilai mean squareerror dan dferror dari tabel ANOVA.

3. Menghitung nilai error standar untuk mean level dengan rumus berikut :

kS error

.jY

MS= ………………………………………………………….(3.16)

keterangan: k = jumlah level k = 3 , untuk faktor sudut kappa (A) k = 5 , untuk faktor sudut gamma (B) k = 15 , untuk kombinasi faktor AxB

4. Menetapkan nilai a dan ambil nilai-nilai significant ranges dari Tabel

Stundentized range dengan n2 = dferror dan p = 2, 3, … ,k sehingga diperoleh

significant range (SR).

5. Mengalikan tiap nilai significant range (SR) yang diperoleh dengan error

standar sehingga diperoleh least significant range (LSR).

LSR = SR x .jY

S …………………………….…………………………..(3.17)

6. Menghitung beda (selisih) mean antar dua level (akan terbentuk kK2 = k(k –

1)/2 pasang), dimulai dari mean terbesar dengan sampai dengan mean terkecil.

Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest dengan LSR untuk

p = k – 1, demikian seterusnya sampai diperoleh kK2 perbandingan.

3.7 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada tahap ini dilakukan analisis dari hasil penelitian mengetahui pengaruh

geometri sudut pahat terhadap umur pahat dan menganalisis apakah penelitian

yang dilakukan sudah benar atau masih perlu diadakan perbaikan.

Page 59: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

III-17

3.8 KESIMPULAN DAN SARAN

Tahap terakhir penelitian yaitu membuat kesimpulan yang menjawab tujuan

akhir dari penelitian berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data yang telah

dilakukan serta saran yang disampaikan untuk memperbaiki peningkatan umur

pahat dari hasil penelitian.

Page 60: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-1

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Pada bab ini akan diuraikan mengenai pengumpulan dan pengolahan data

eksperimen meliputi kenaikan temperatur spesimen, pengujian data, perhitungan

pengaruh faktor dengan pengujian anova dan penentuan level terbaik dari faktor-

faktor yang berpengaruh signifikan terhadap variabel respon dengan

menggunakan pengujian Student-Newman-Keuls (SNK).

4.1 PENGUMPULAN DATA

Pengumpulan data dilakukan menggunakan metode eksperimen, yaitu

melakukan pengujian pada objek yang diteliti untuk mendapatkan data kenaikan

temperatur mata potong pahat yang diolah. Data kenaikan temperatur tersebut

selanjutnya digunakan sebagai input untuk unji ANOVA. Uji ANOVA dilakukan

untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang dipilih berpengaruh secara signifikan

terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

4.1.1 Pelaksanaan Eksperimen

Sebelum dilakukan pengumpulan data eksperimen, langkah pertama

yang harus dilakukan adalah menentukan karakteristik eksperimen. Karakteristik

eksperimen tentang pengaruh geometri sudut pahat ini dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Karakteristik eksperimen

Karakteristik Keterangan

Unit Eksperimen Pahat HSS dengan dimensi 9mm x 9mm x 250mm

Variabel Respon

Kenaikan temperatur pada mata potong pahat setelah

digunakan proses bubut pada material benda kerja

aluminium paduan.

Faktor 1. Sudut Kappa

2. Sudut Gamma

Blok Diameter material benda kerja untuk pengujian

Page 61: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-2

Tabel 4.1 Karakteristik eksperimen (lanjutan)

Karakteristik Keterangan

Level tiap faktor 1. A1= 90º, A2=75º, A3=45º

2. B1=30º, B2=26º, B3=22º, B4 =18º, B5=14º

Level Block C1=31,5mm , C2=29,9mm , C3=28,3mm

Alat Ukur Bevel protector, Infrared thermometer, dial caliper

Randomisasi Urutan pengambilan data ( perlakuan ) dalam blok

Perlakuan

1. A1B1 4. A1B2 7. A1B3 10. A1B4 13. A1B5

2. A2B1 5. A2B2 8. A2B3 11. A2B4 14. A2B5

3. A3B1 6. A3B2 9. A3B3 12. A3B4 15. A3B5

Replikasi 2 kali replikasi perlakuan

Metode eksperimen Eksperimen faktorial dengan dua faktor dan satu blok

Gambar 4.1 Contoh spesimen pahat HSS

Setelah karakteristik eksperimen tersebut diketahui, maka eksperimen

dapat dilaksanakan. Eksperimen tersebut dilaksanakan pada tanggal 12 Juli 2010

sampai dengan 26 juli 2010 di laboratorium P3 Teknik Industri UNS. Kondisi

fisik lingkungan seperti temperatur selama eksperimen relatif konstan. Temperatur

udara selama berlangsungnya eksperimen adalah sebesar 28 0C sampai dengan

300C. Urutan pengambilan data dalam eksperiman secara rinci dapat dilihat pada

tabel 4.2.

Page 62: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-3

Pengacakan urutan eksperimen dilakukan pada setiap level dari faktor

diameter material pengujian karena faktor diameter material pengujian tersebut

berfungsi sebagai blok. Pengacakan urutan eksperimen dapat dilihat pada tabel

3.2. Setiap blok diwakili oleh pahat yang sama dimana perbedaan diameter

diasumsikan tiap kondisi memiliki cutting speed yang sama karena dengan

putaran mesin 1500 rpm maka berdasarkan perhitungan menghasilkan cutting

speed tidak memiliki perbedaan yang signifikan.

4.1.2 Data Hasil Eksperimen

Hasil dari eksperimen ini merupakan data pengujian pahat bubut yang

diujikan dengan dilakukan pemakanan memanjang pada material aluminium

sehingga diperoleh data kenaikan temperatur pahat bubut setelah diujikan

tersebut. Data yang diperoleh adalah temperatur awal pahat bubut dan temperatur

akhir pahat bubut setelah dilakukan pengujian. Dari ini dilakukan perhitungan

sehingga dihasilkan kenaikan temperatur pahat setelah dilakukan pengujian. Data

hasil eksperimen dapat dihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Data hasil eksperimen

suhu awal suhu akhir ∆ t suhu awal suhu akhir ∆ t suhu awal suhu akhir ∆ t

30 42 12 32 40 8 32 40 831 42 11 32 44 12 33 42 930 42 12 32 45 13 32 38 632 41 9 32 48 16 31 44 1330 41 11 32 44 12 32 47 1531 44 13 30 52 22 33 57 2430 34 4 32 41 9 30 38 832 38 6 32 42 10 32 44 1232 52 20 32 50 18 32 44 1232 54 22 32 46 14 32 47 1530 44 14 32 44 12 32 39 731 42 11 32 46 14 33 42 932 41 9 33 48 15 32 46 1432 43 11 33 46 13 32 40 831 36 5 33 45 12 32 54 2232 42 10 32 48 16 34 52 1831 36 5 33 42 9 30 38 832 38 6 32 39 7 33 46 1333 55 22 33 52 19 33 50 1733 56 23 33 54 21 33 48 1531 42 11 32 41 9 33 40 732 44 12 32 49 17 33 42 932 43 11 33 43 10 33 46 1332 44 12 33 42 9 33 41 831 37 6 33 47 14 33 52 1932 39 7 32 44 12 34 57 2331 36 5 33 46 13 32 37 532 41 9 33 40 7 33 47 1433 52 19 33 52 19 33 55 2233 50 17 32 52 20 33 52 19

Diameter Material

Pengujian (mm) (c)

Faktor Sudut

gamma (γo) (b)

Faktor Sudut Kappa (κr)

Faktor Variasi Sudut (a)90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)

31.5 (c1)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

29.9 (c2)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

28.3 (c3)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

Page 63: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-4

Tabel 4.3 Data rekap kenaikan temperatur

90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)12 8 811 12 912 13 69 16 13

11 12 1513 22 244 9 86 10 12

20 18 1222 14 1514 12 711 14 99 15 14

11 13 85 12 22

10 16 185 9 86 7 13

22 19 1723 21 1511 9 712 17 911 10 1312 9 86 14 197 12 235 13 59 7 14

19 19 2217 20 19

Rata-rata: 12,656

18° (b4)

14° (b5)

28.3 (c3)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

Diameter Material Pengujian (mm) (c)

Faktor Sudut gamma (γo)

(b)

Faktor Sudut Kappa (κr)

Faktor Variasi Sudut (a)

31.5 (c1)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

18° (b4)

14° (b5)

29.9 c2)

30° (b1)

26° (b2)

22° (b3)

4.2 PENGOLAHAN DATA

Pengolahan data melalui dua tahap, yaitu tahap-tahap desain eksperimen

dan tahap penentuan alternatif level dari faktor-faktor yang berpengaruh

signifikan terhadap variabel respon. Pada tahap desain eksperimen dibagi menjadi

dua tahap. Tahap pertama dari desain eksperimen ini adalah tahap pengujian data

yang meliputi uji kenormalan data, uji homogenitas data dan uji independensi

data. Setelah data eksperimen diuji, maka dilakukan analisis variansi (ANOVA)

untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap variabel respon. Tahap

akhir perhitungan ini yaitu pengujian SNK untuk mengetahui alternatif level dari

Page 64: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-5

faktor-faktor yang berpengaruh signifikan terhadap variabel respon. Tahap-tahap

pengolahan data ini dijelaskan secara lebih detail pada bagian-bagian berikut ini.

4.2.1 Pengujian Asumsi Anova

Uji sebelum anova merupakan pengujian asumsi-asumsi residual,

meliputi uji kenormalan, uji homogenitas, dan uji independensi. Apabila seluruh

hasil pengujian terhadap asumsi anova tidak terpenuhi, maka ditinjau kembali

metode eksperimen dan selanjutnya dilakukan kembali proses pengambilan data.

Proses pengujian asumsi residual dilakukan terhadap data tingkat kelelahan

responden.

Nilai residual merupakan hasil dari nilai tiap eksperimen dikurangi

dengan nilai rata-rata dari data tiap kondisi perlakuan. Contoh perhitungan nilai

residual untuk replikasi dengan IMT langsung pada kondisi a1b1, sebagai berikut:

a. Mean data = 5.112

1112=

+

b. Nilai residual replikasi 1 = 11.5 – 12 = -0.5

c. Nilai residual replikasi 2 = 11.5 – 11 = 0.5

Nilai residual dari masing-masing replikasi pada semua kondisi eksperimen dapat

dilihat pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 Residual data eksperimen

1 2 1 2A1B1 12 11 11,50 0,50 -0,50A1B2 12 9 10,50 1,50 -1,50A1B3 11 13 12,00 -1,00 1,00A1B4 4 6 5,00 -1,00 1,00A1B5 20 22 21,00 -1,00 1,00A2B1 8 12 10,00 -2,00 2,00A2B2 13 16 14,50 -1,50 1,50A2B3 12 22 17,00 -5,00 5,00A2B4 9 10 9,50 -0,50 0,50A2B5 18 14 16,00 2,00 -2,00A3B1 8 9 8,50 -0,50 0,50A3B2 6 13 9,50 -3,50 3,50A3B3 15 24 19,50 -4,50 4,50A3B4 8 12 10,00 -2,00 2,00A3B5 12 15 13,50 -1,50 1,50

Tabel Residual Data Eksperimen

Rata-rataPerlakuanDiameter Data Residual

31,5

Page 65: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-6

Tabel 4.4 Residual data eksperimen (lanjutan)

1 2 1 2A1B1 14 11 12,50 1,50 -1,50A1B2 9 11 10,00 -1,00 1,00A1B3 5 10 7,50 -2,50 2,50A1B4 5 6 5,50 -0,50 0,50A1B5 22 23 22,50 -0,50 0,50A2B1 12 14 13,00 -1,00 1,00A2B2 15 13 14,00 1,00 -1,00A2B3 12 16 14,00 -2,00 2,00A2B4 9 7 8,00 1,00 -1,00A2B5 19 21 20,00 -1,00 1,00A3B1 7 9 8,00 -1,00 1,00A3B2 14 8 11,00 3,00 -3,00A3B3 22 18 20,00 2,00 -2,00A3B4 8 13 10,50 -2,50 2,50A3B5 17 15 16,00 1,00 -1,00A1B1 11 12 11,50 -0,50 0,50A1B2 11 12 11,50 -0,50 0,50A1B3 6 7 6,50 -0,50 0,50A1B4 5 9 7,00 -2,00 2,00A1B5 19 17 18,00 1,00 -1,00A2B1 9 17 13,00 -4,00 4,00A2B2 10 9 9,50 0,50 -0,50A2B3 14 12 13,00 1,00 -1,00A2B4 13 7 10,00 3,00 -3,00A2B5 19 20 19,50 -0,50 0,50A3B1 7 9 8,00 -1,00 1,00A3B2 13 8 10,50 2,50 -2,50A3B3 19 23 21,00 -2,00 2,00A3B4 5 14 9,50 -4,50 4,50A3B5 22 19 20,50 1,50 -1,50

29,9

28,3

Tabel Residual Data Eksperimen

Rata-rataPerlakuanDiameter Data Residual

Langkah selanjutnya melakukan pengujian data yang terdiri dari pengujian

normalitas data, pengujian homogenitas data dan pengujian independensi data.

Pengujian data tersebut diuraikan dalam penjelasan dibawah ini.

A. Pengujian normalitas

Uji normalitas dilakukan terhadap data observasi dengan tujuan untuk

mengetahui apakah data observasi berdistribusi secara normal atau tidak. Hal ini

harus dilakukan karena uji F mengasumsikan bahwa nilai residual berdistribusi

normal. Pengujian normalitas pada pembahasan ini dilakukan dengan

Page 66: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-7

menggunakan uji Kolmogorov Smirnov. Pengujian normalitas data dilakukan

untuk setiap level. Penujian pada level a1 dapat dijelaskan, sebagai berikut:

a. Mengurutkan data dari yang terkecil sampai terbesar

b. Menghitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi (s) data tersebut

5.1130

23....121112

1

=++++

=

÷ø

öçè

æ

=å=

x

n

x

x

n

ii

( )

1

2

2

-

-=

åån

n

XX

s

( )374.5

13030

23....121112)23......121112(

22222

=-

++++-++++

=s

c. Mentransformasikan data (x) tersebut menjadi nilai baku (z)

)/sxi

(xi

z -=

dengan; xi = nilai pengamatan ke-i x = rata-rata s = standar deviasi

misal:

z1 = (4 – 11.5)/ (5.374) = -1.40

dengan cara yang sama diperoleh seluruh nilai baku sebagaimana pada kolom z

tabel 4.3.

d. Dari nilai baku (z), kemudian menentukan nilai probabilitasnya P(z)

berdasarkan sebaran normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan

tabel standar luas wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms.

Excel dengan function NORMSDIST.

e. Menentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan cara, yaitu:

P(xi) = i/n

misal:

P(x1) = 1/ 30 = 0.0333

Dengan cara yang sama diperoleh seluruh nilai P(x) sebagaimana pada kolom

P(x) tabel 4.3.

Page 67: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-8

f. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x), yaitu

Maks |P(z) – P(x)|, sebagai nilai Lhitung 1 (Nilai Kuantil Penguji Kolmogorov)1

Maks |P(z) – P(x)| = 0.1963

g. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P(z), yaitu

Maks |P(xi-1) – P(z)| = Lhitung 2 (Nilai Kuantil Penguji Kolmogorov)2

Maks |P(xi-1) – P(z)| = 0.1629

Lhitung dipilih dengan cara mengambil nilai maksimun atara Lhitung 1 dan Lhitung 2.

Lhitung = 0.1963

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah ke-3 sampel data observasi

berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan, adalah:

H0 : Ke-30 sampel data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi

normal

H1 : Ke-30 sampel data observasi berasal dari populasi yang tidak

berdistribusi normal

Taraf nyata yang dipilih a = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(n). Nilai

Ltabel dari distribusi L yaitu La(n) = L0.05(3)= 0.218. Berdasarkan hasil perhitungan,

terlihat bahwa nilai Lhitung (0.1963) < Ltabel (0.218), maka terima H0 dan simpulkan

bahwa ke-30 sampel data observasi kenaikan temperatur pahat berasal dari

populasi yang berdistribusi normal.

Tabel 4.5 Perhitungan uji normalitas untuk lavel a1

No x x urut z P(z) P(x) I P(z)-P(x) I I P(x-1)-P(z)I

1 12 4 -1,40 0,0814 0,0333 0,0481 0,08142 11 5 -1,21 0,1132 0,0667 0,0466 0,07993 12 5 -1,21 0,1132 0,1000 0,0132 0,04664 9 5 -1,21 0,1132 0,1333 0,0201 0,01325 11 6 -1,02 0,1530 0,1667 0,0136 0,01976 13 6 -1,02 0,1530 0,2000 0,0470 0,01367 4 6 -1,02 0,1530 0,2333 0,0803 0,04708 6 7 -0,84 0,2012 0,2667 0,0655 0,03219 20 9 -0,47 0,3209 0,3000 0,0209 0,0542

10 22 9 -0,47 0,3209 0,3333 0,0124 0,020911 14 9 -0,47 0,3209 0,3667 0,0458 0,012412 11 10 -0,28 0,3901 0,4000 0,0099 0,023413 9 11 -0,09 0,4629 0,4333 0,0296 0,062914 11 11 -0,09 0,4629 0,4667 0,0037 0,0296

Level a1

Page 68: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-9

Tabel 4.5 Perhitungan uji normalitas untuk lavel a1(lanjutan)

No x x urut z P(z) P(x) I P(z)-P(x) I I P(x-1)-P(z)I

15 5 11 -0,09 0,4629 0,5000 0,0371 0,003716 10 11 -0,09 0,4629 0,5333 0,0704 0,037117 5 11 -0,09 0,4629 0,5667 0,1037 0,070418 6 11 -0,09 0,4629 0,6000 0,1371 0,103719 22 12 0,09 0,5371 0,6333 0,0963 0,062920 23 12 0,09 0,5371 0,6667 0,1296 0,096321 11 12 0,09 0,5371 0,7000 0,1629 0,129622 12 12 0,09 0,5371 0,7333 0,1963 0,162923 11 13 0,28 0,6099 0,7667 0,1567 0,123424 12 14 0,47 0,6791 0,8000 0,1209 0,087625 6 17 1,02 0,8470 0,8333 0,0136 0,047026 7 19 1,40 0,9186 0,8667 0,0519 0,085327 5 20 1,58 0,9431 0,9000 0,0431 0,076528 9 22 1,95 0,9746 0,9333 0,0413 0,074629 19 22 1,95 0,9746 0,9667 0,0080 0,041330 17 23 2,14 0,9838 1,0000 0,0162 0,0172

11,5 Max 0,1963 0,16295,374 L hitung 0,1963 terima

L tabel 0,218

Level a1

meanstdev

Contoh perhitungan uji normalitas pada lavel a1 cukup memberikan

gambaran mengenai cara melakukan uji normalitas dengan uji Kolmogorov

Smirnov. Selanjutnya rekapitulasi hasil uji normalitas pada 11 lavel dapat dilihat

pada tabel 4.7. Pengujian Kolmogorov Smirnov juga dilakukan dengan

menggunakan software SPSS menghasilkan output seperti pada tabel 4.7.

Tabel 4.6 Perhitungan uji normalitas untuk lavel a1 dengan SPSS One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test

30

11,5000

5,37395

,196

,196

-,085

1,075

,198

N

Mean

Std. Dev iation

Normal Parametersa,b

Absolute

Positiv e

Negativ e

Mos t ExtremeDif f erences

Kolmogorov-Smirnov Z

Asy mp. Sig. (2-tailed)

a1

Test dis tribution is Normal.a.

Calculated f rom data.b.

Page 69: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-10

Hasil perhitungan manual dengan exel sama dengan hasil perhitungan dengan

menggunakan software SPSS.

Tabel 4.7 Rekapitulasi Hasil Uji Normalitas dengan Uji Kolmogorov Smirnov

Lavel L hitung L tabel H0 Kesimpulan a1 0.1963 0.218 terima Normal a2 0.1098 0.218 terima Normal a3 0.1711 0.218 terima Normal b1 0.1775 0.218 terima Normal b2 0.1345 0.218 terima Normal b3 0.1222 0.218 terima Normal b4 0.1362 0.218 terima Normal b5 0.1686 0.218 terima Normal c1 0.1434 0.218 terima Normal c2 0.0984 0.218 terima Normal c3 0.1205 0.218 terima Normal

Berdasarkan tabel 4.7 dimana taraf nyata yang diinginkan dalam

panalitian ini adalah a= 0,05, dengan wilayah kritik penolakan terhadap

Lhitung > L(a,n). Nilai Ltabel dari distribusi L yaitu L (a,n) = L(0.05, 60) = 0,1144, dan

L (a,n) = L(0.05, 90) = 0,0934 diperoleh hasil perhitungan uji normalitas semua

perlakuan Lhitung < Ltabel. Kesimpulan yang diambil dari uji normalitas ini adalah

terima H0. Hasil ini menyatakan bahwa seluruh sampel data observasi

berdistribusi normal.

B. Pengujian homogenitas

Pengujian homogenitas dilakukan dengan metode lavene test, yaitu

menguji kesamaan ragam data observasi antar level faktornya. Tujuan dari

pengujian ini adalah untuk mengetahui keseragaman data hasil eksperimen. Uji

homogenitas dilakukan terhadap data yang dikelompokkan berdasarkan faktor

sudut kappa, sudut gamma dan faktor diameter material pengujian. Contoh

langkah pengujian homogenitas untuk faktor sudut kappa, yaitu:

1. Menghitung nilai residual dan kuadrat residual.

Nilai residual ini merupakan data yang digunakan untuk pengujian

homogenitas data antar level sudut kappa. Pengujian homogenitas dilakukan

Page 70: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-11

dengan menghitung selisih absolut (residual) nilai pengamatan terhadap rata-

ratanya. Nilai residual faktor sudut kappa dapat dilihat pada tabel 4.8.

Tabel 4.8 Residual data antar level faktor sudut kappa

90° (a1) 75° (a2) 45° (a3) 90° (a1) 75° (a2) 45° (a3) 90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)1 12 8 8 1 0,50 5,40 5,07 1 0,25 29,16 25,672 11 12 9 2 0,50 1,40 4,07 2 0,25 1,96 16,543 12 13 6 3 0,50 0,40 7,07 3 0,25 0,16 49,944 9 16 13 4 2,50 2,60 0,07 4 6,25 6,76 0,005 11 12 15 5 0,50 1,40 1,93 5 0,25 1,96 3,746 13 22 24 6 1,50 8,60 10,93 6 2,25 73,96 119,547 4 9 8 7 7,50 4,40 5,07 7 56,25 19,36 25,678 6 10 12 8 5,50 3,40 1,07 8 30,25 11,56 1,149 20 18 12 9 8,50 4,60 1,07 9 72,25 21,16 1,14

10 22 14 15 10 10,50 0,60 1,93 10 110,25 0,36 3,7411 14 12 7 11 2,50 1,40 6,07 11 6,25 1,96 36,8012 11 14 9 12 0,50 0,60 4,07 12 0,25 0,36 16,5413 9 15 14 13 2,50 1,60 0,93 13 6,25 2,56 0,8714 11 13 8 14 0,50 0,40 5,07 14 0,25 0,16 25,6715 5 12 22 15 6,50 1,40 8,93 15 42,25 1,96 79,8016 10 16 18 16 1,50 2,60 4,93 16 2,25 6,76 24,3417 5 9 8 17 6,50 4,40 5,07 17 42,25 19,36 25,6718 6 7 13 18 5,50 6,40 0,07 18 30,25 40,96 0,0019 22 19 17 19 10,50 5,60 3,93 19 110,25 31,36 15,4720 23 21 15 20 11,50 7,60 1,93 20 132,25 57,76 3,7421 11 9 7 21 0,50 4,40 6,07 21 0,25 19,36 36,8022 12 17 9 22 0,50 3,60 4,07 22 0,25 12,96 16,5423 11 10 13 23 0,50 3,40 0,07 23 0,25 11,56 0,0024 12 9 8 24 0,50 4,40 5,07 24 0,25 19,36 25,6725 6 14 19 25 5,50 0,60 5,93 25 30,25 0,36 35,2026 7 12 23 26 4,50 1,40 9,93 26 20,25 1,96 98,6727 5 13 5 27 6,50 0,40 8,07 27 42,25 0,16 65,0728 9 7 14 28 2,50 6,40 0,93 28 6,25 40,96 0,8729 19 19 22 29 7,50 5,60 8,93 29 56,25 31,36 79,8030 17 20 19 30 5,50 6,60 5,93 30 30,25 43,56 35,20

Rata-rata 11,50 13,40 13,07 Jumlah 120,00 101,60 134,27 Jumlah 837,50 511,20 869,87

Kuadrat residual faktor Sudut Kappa (κr)

NoSudut Kappa (κr)

No

Residual Faktor Sudut Kappa (κr)

NoSudut Kappa (κr) Sudut Kappa (κr)

Faktor Sudut Kappa (κr)

Berdasarkan tabel 4.8, nilai residual merupakan selisih antara nilai pengamatan

terhadap nilai rata-rata seluruh pengamatan. Setelah nilai residual tiap

pengamatam dihitung, langkah selanjutnya adalah menghitung jumlah residual

tiap level dan jumlah kuadrat seluruh residual.

2. Menghitung nilai faktor koreksi,

Nilai faktor koreksi diperoleh dari nilai jumlah residual tiap level. Faktor

koreksi dihitung dengan cara berikut ini.

(FK) = ( )

n

x2å

Page 71: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-12

= 90

)27,13460,10100,120( 2++ = 1407,12

3. Menghitung sum square (SS) faktor, SS total dan SS error,

Nilai sum square (SS) yang dihitung ada tiga macam, yaitu SS faktor, SS total

dan SS error. Nilai SS faktor dihitung berdasarkan jumlah residual tiap level

yang telah dikuadratkan, jumlah data dan faktor koreksi. Perhitungan nilai SS

faktor sudut kappa, yaitu:

SSsudut kappa = ( )

úúû

ù

êêë

é-å FK

k

xi 2

= ( )

úû

ùêë

é-

++12,1407

30)27,134()60,101(00,120 22

= 17,88

Nilai SS total dihitung dengan cara jumlah kuadrat dari seluruh residual

dikurangi faktor koreksi. Perhitungan nilai SS total, yaitu:

SStotal = ( ) FKxi -å 2

= ( )[ ]12,1407)20,35(.....)25,0(25,0 222 -+++

= 811,44

Nilai SS error dihitung dengan cara nilai SS total dikurangi dengan nilai SS

faktor sudut kappa, yaitu ;

SSError = SStotal – SSsudut kappa

= 811,44 – 17,88

= 793,56

4. Menghitung mean square (MS) faktor dan MS error,

Nilai mean square ini dihitung berdasarkan nilai sum square (SS) dan derajat

bebas ( df). Nilai mean square untuk faktor sudut kappa dan error, yaitu:

MSsudut kappa = kappasudut

kappasudut

df

SS

_

_

= 288,17

= 8,94

MSError = error

error

df

SS

Page 72: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-13

= 87

56,793 = 9,12

5. Menghitung nilai F (F hitung).

Nilai F ditentukan dengan membagi nilai MS faktor dengan MS error, yaitu :

F hitung =error

kappasudut

MS

MS _

= 12,994,8

= 0,98

6. Menguji hipotesis.

Tingkat kepercayaan yang diinginkan dalam penelitian ini adalah sebesar 95 %

dan taraf nyata yang dipilih a = 0,05 dengan wilayah kritis Fhitung > F tabel.

Hipotesis yang diajukan dalam pengujian homogenitas ini, adalah:

H0: s12 = s2

2 = 23s (Data antar level sudut kappa memiliki ragam yang sama)

H1: s12 ≠ s2

2 ≠ 23s (Data antar level sudut kappa memiliki ragam yang tidak

sama) Pengujian hipotesis dilakukan dengan membandingkan nilai F hitung diatas

dengan nilai F dari tabel. Nilai F tabel diperoleh berdasarkan nilai derajat

bebas faktor (df1) dan derajat bebas error (df2). Nilai F tabel dengan a = 0,05,

df1= 2 dan df2= 87 adalah sebesar 3,100. Hasil perhitungan uji homogenitas

terhadap faktor sudut kappa dapat dilihat pada tabel 4.9.

Tabel 4.9 Uji lavene dikelompokkan berdasarkan faktor sudut kappa

Sumber Keragaman FK df SS MS F hitung F tabel

Sudut Kappa (κr) 1407,12 2 17,88 8,94 0,98 3,100

Eror 87 793,56 9,12

Total 89 811,44

Kesimpulan Terima H0 Homogen

Keputusan yang diambil dari pengujian hipotesis ini adalah tolak H0

karena nilai Fhitung (0,98) < Ftabel (3,100) sehingga data untuk faktor sudut kappa

homogen. Pengujian homogenitas juga dapat dilakukan dengan cara

Page 73: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-14

mengeplotkan residual ke dalam lavene’s test pada SPSS. Hasil output dari test

dengan menggunakan SPSS dapat dilihat pada tabel 4.10.

Tabel 4.10 Uji lavene dengan SPSS

Levene's Test of Equality of Error Variancesa

Dependent Variable: sudut_kappa

,980 2 87 ,379F df 1 df 2 Sig.

Tes ts the null hy pothes is that the error v ariance ofthe dependent variable is equal across groups.

Des ign: Intercept+lev ela.

Berdasarkan output SPSS pada tabel 4.10, nilai signifikansi adalah 0,379

dan nilai alpha yang digunakan adalah 0,05 sehingga nilai signifikansi lebih besar

dari nilai alpha sehingga data homogen.

Perhitungan uji homogenitas dengan uji levene yang dilakukan terhadap

faktor sudut kappa dapat memberikan gambaran cara melakukan perhitungan

pengujian homogenitas. Rekapitulasi hasil uji homogenitas terhadap semua faktor

dalam eksperimen dapat dilihat pada tabel 4.11.

Tabel 4.11 Rekapitulasi hasil pengujian homogenitas semua faktor

No Pengujian F hitung F tabel Kesimpulan

1. Faktor sudut kappa 0,98 3,100 Homogen

2. Faktor sudut gamma 5,39 2,478 Tidak Homogen

3. Blok diameter material uji

0,49 3,100 Homogen

Berdasarkan tabel 4.11, dapat dilihat bahwa faktor sudut gamma tidak

homogen sedangkan faktor sudut kappa dan diameter material uji homogen. Data

yang tidak homogen karena pengaruh teknis dalam pengambilan data. Data hasil

eksperimen ini tetap layak digunakan untuk analisis variansi (ANOVA) walaupun

ada satu faktor yang memiliki data tidak homogen.

Page 74: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-15

C. Pengujian independensi

Pengujian independensi dilakukan dengan uji Durbin-Watson untuk

mengetahui pengambilan data hasil eksperimen yang dilakukan bersifat acak atau

tidak. Langkah-langkah pengujian Durbin-Watson, sebagai berikut:

1. Menentukan nilai residual (ei)

2. Menentukan tingkat kepercayaan dan hipotesis pengujian

Tingkat kepercayaan yang digunakan dalam pengujian independensi ini adalah

a= 0,05. Hipotesis yang diajukan dalam uji independensi pada kenaikan

temperatur mata potong, yaitu:

H0: Data observasi bersifat acak.

H1: Data observasi tidak bersifat acak atau mempunyai pola tertentu.

Nilai kritis untuk hipotesis diatas, yaitu:

d < dL : menolak H0

d > dU : menerima H0

dL ≤ d ≤ dU : pengujian tidak meyakinkan

3. Hitung nilai Durbin-Watson (d) sebagai berikut:

d

å

å --= n

i

n

iii

e

ee

2

21)(

29,1

50,331625,4282

=

=

4. Ukuran sampel tertentu dan banyaknya variabel yang menjelaskan tertentu,

dapatkan nilai kritis dL dan dU (lihat tabel statistik d dari Durbin-Watson).

Nilai dL dan dU pada tabel statistik d untuk jumlah faktor sama dengan tiga

(P3) dan jumlah pengamatan kurang dari seratus, yaitu:

dL (0.95) = 1,56

dL (0.95) = 1,72

5. Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data bersifat acak atau tidak.

Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai d (1,29) < nilai dU (1,720),

maka terima H0, dari hasil tersebut menyatakan bahwa bahwa data bersifat

acak dan tidak membentuk pola tertentu.

Page 75: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-16

Pengujian independensi eksperimen juga dilakukan dengan membuat plot

residual data untuk setiap kondisi berdasarkan urutan pengambilan data pada

eksperimen. Nilai residual tersebut merupakan selisih data observasi dengan rata-

rata tiap kondisi. Data residual tersebut kemudian diplotkan berdasarkan urutan

pengambilan data saat eksperimen dan ditunjukkan pada gambar 4.1.

Gambar 4.2 Grafik uji independensi residual data

Berdasarkan gambar 4.2 terlihat bahwa nilai-nilai residual tersebar merata

diantara titik nol dengan tidak membentuk suatu pola tertentu, sehingga dapat

disimpulkan bahwa data hasil eksperimen memenuhi syarat independensi.

4.3.3 Pengujian ANOVA

Pengujian analisis variansi dilakukan untuk mengetahui apakah faktor-

faktor yang diteliti berpengaruh signifikan terhadap variabel respon tersebut.

Setelah itu dilakukan perhitungan persentase kontribusi untuk memastikan apakah

semua faktor dan interaksinya memberikan pengaruh yang signifikan terhadap

hasil proses. Penjelasan dari tiap-tiap tahap dalam pengujian anova ini diuraikan

dalam penjelasan dibawah ini.

A. Simbol Matematik dalam Eksperimen

Sebelum dilakukan pengujian analisis variansi (anova) perlu untuk

mendeklarasikan simbol matematik atau notasi desain eksperimen. Simbol

matematik dapat mempermudah dalam pembacaan model eksperimen. Adapun

notasi desain eksperimen, sebagai berikut:

Page 76: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-17

1. Perlakuan pertama sudut kappa dengan 3 level, yaitu:

[1] 90°

[2] 75°

[3] 45°

2. Perlakuan ke dua sudut gamma dengan 5 level, yaitu:

[1] 30°

[2] 26°

[3] 22°

[4] 18°

[5] 14°

3. Perlakuan ke tiga (blok) diameter material uji dengan 3 level, yaitu:

[1] 31,5 mm

[2] 29,9 mm

[3] 28,3 mm

Notasi matematika,

Sudut kappa dinotasikan dengan i (perulangan) dan a (jumlah data); maka untuk

level dinotasikan, sebagai berikut:

[1] 90° i 1 (perulangan) a 1 (jumlah data)

[2] 75° i 2 (perulangan) a 2 (jumlah data)

[3] 45° i 3 (perulangan) a 3 (jumlah data)

Sudut gamma dinotasikan dengan j (perulangan) dan b (jumlah data); maka untuk

level dinotasikan, sebagai berikut:

[1] 30° j 1 (perulangan) b 1 (jumlah data)

[2] 26° j 2 (perulangan) b 2 (jumlah data)

[3] 22° j 1 (perulangan) b 1 (jumlah data)

[4] 18° j 2 (perulangan) b 2 (jumlah data)

[5] 14° j 1 (perulangan) b 1 (jumlah data)

Diameter material uji dinotasikan dengan k (perulangan) dan c (jumlah data);

maka untuk level dinotasikan, sebagai berikut:

[1] 31,5 mm k 1 (perulangan) c 1 (jumlah data)

[2] 29,9 mm k 2 (perulangan) c 2 (jumlah data)

[3] 28,3 mm k 3 (perulangan) c 3 (jumlah data)

Page 77: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-18

Notasi faktor dan blok eksperimen

1. Sudut kappa (faktor) : A

2. Sudut gamma (faktor) : B

3. Diameter material uji (blok) : C

Notasi hipotesa pengujian

1. Faktor pertama adalah sudut kappa : m1

2. Faktor ke dua adalah sudut gamma : m2

3. Blok adalah diameter material uji : m3

Dari notasi eksperimen tersebut, kemudian dirumuskan model matematik

yang akan digunakan untuk pengujian anova dengan dua faktor dan satu blok.

Model matematik untuk karakteristik eksperimen ini, yaitu:

)(ijklijkjiijkl ABCBAY em +++++=

Sebelum dilakukan perhitungan uji anova, dibuat perhitungan nilai-nilai

yang dibutuhkan untuk perhitungan anova. Penjumlahan data kenaikan temperatur

pahat tiap level dari faktor tunggal dapat dilihat pada tabel 4.12. Berdasarkan tabel

dapat diketahui nilai penjumlahan tiap-tiap level dari faktor eksperimen. Hasil dari

penjumlahan data tiap level ini digunakan dalam pengujian anova. Selain hasil

dari penjumlahan tiap level tersebut, juga harus dicari nilai penjumlahan dari

interaksi antar faktor. Hasil dari penjumlahan untuk interaksi antar faktor tersebut

dapat dilihat pada tabel 4.12.

Tabel 4.12 Nilai penjumlahan dari interaksi antar faktor

90° (a1) 75° (a2) 45° (a3)31,5 376 30° (b1) 71 72 49 19229,9 385 26° (b2) 64 76 62 20228,3 378 22° (b3) 52 88 121 261

18° (b4) 35 55 60 15014° (b5) 123 111 100 334

Total 1139 345 402 392 1139

Total gamma (γo)Sudut Kappa (κr)

Diameter Material Pengujian (mm) (c) Total Sudut gamma (γo)

Berdasarkan tabel 4.12, dapat dilihat nilai penjumlahan dari interaksi

antar faktor. Setelah semua nilai penjumlahan dari tiap level dari faktor tunggal

dan interaksi antarfaktor, langkah selanjutnya adalah melakukan pengujian

ANOVA.

Page 78: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-19

B. Pengujian ANOVA

Perhitungan uji anova data hasil eksperimen dilakukan untuk setiap

faktor tunggal, dan interaksi antara dua faktor. Namun demikian, faktor sudut

kappa dan sudut gamma tidak diinteraksikan dengan faktor diameter material

pengujian. Hal ini disebabkan karena faktor diameter material pengujian berfungsi

sebagai blok atau pembatas. Langkah perhitungan anova untuk setiap faktor

tunggal dan interaksi antar dua faktor diuraikan dalam penjelasan dibawah ini.

1. Faktor A (sudut kappa),

a. Menentukan hipotesis pengujian,

H0 = m1 =m2=m3 (Faktor sudut kappa A1A2A3 tidak berpengaruh

signifikan terhadap kenaikan temperatur pada mata

potong pahat)

H1 =m1¹m2 ¹m3 (Faktor sudut kappa A1A2A3 berpengaruh signifikan

terhadap kenaikan temperatur pada mata potong

pahat)

b. Jumlah nilai pengamatan yang terdapat dalam setiap level,

· Jumlah nilai pengamatan level A1,

= ååå= ==

c

kijklm

n

m

b

j

Y1 11

= 12+11+12+......+17

= 345

· Jumlah nilai pengamatan level A2,

= ååå= ==

c

kijklm

n

m

b

j

Y1 11

= 8+12+13+......+20

= 402

· Jumlah nilai pengamatan level A3,

= ååå= ==

c

kijklm

n

m

b

j

Y1 11

= 8+9+6+.....+19 = 392

Page 79: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-20

c. Jumlah nilai semua pengamatan (JP), (A1A2A3),

= åååå====

n

mijklmn

c

k

b

j

a

i

Y1111

= 12+11+12+....+19

= 1139

d. Jumlah kuadrat semua nilai pengamatan (JK), (A1A2A3),

= åååå====

n

mijklm

c

k

b

j

a

i

Y1

2

111

= 122+112+122+...+192

= 16695

e. Faktor koreksi (FK),

= JP2 / (abcn)

= (1139) 2/(3x5x3x2)

= 14414,678

f. Sum of square (SSA), Jumlah kuadrat semua level faktor sudut kappa (A)

= FKAbcn i

i -÷ø

öçè

æ å=

60

1

21

= 1/(5x3x2)(3452+ 4022+3922) - 14414,678

= 61,756

g. Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT),

MS )1( -

=aSSA

30,878

261,756

=

=

h. Nilai Fhitung, didapat dari pembagian antara MS faktor yang ada (A) dengan

MSerror dari eksperimen,

Fhitung E

A

MS

MS=

943,3

831,730,878

=

=

Page 80: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-21

Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai Fhitung, yakni

hipotesis nol (H0) dengan wilayah kritik Fhitung>Ftabel dan diterima jika

Fhitung<Ftabel. Ftabel diperoleh dari tabel distribusi F kumulatif, dengan df1 = df yang

bersangkutan dan df2 = dferror. Taraf nyata a = 0.05. Berdasarkan hasil

perhitungan diperoleh nilai Fhitung (3,943) > Ftabel (3.122), maka tolaka H0, dari

hasil perhitungan tersebut menyatakan bahwa faktor tunggal sudut kappa

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

2. Faktor B (sudut gamma),

a. Menentukan hipotesis pengujian,

H0 = m1 =m2 (Faktor bentuk sudut gamma B1B2B3B4B5 tidak

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur

mata potong pahat)

H1 =m1¹m2 (Faktor bentuk sudut gamma B1B2B3B4B5

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur

mata potong pahat)

b. Jumlah nilai pengamatan yang terdapat dalam setiap level,

· Jumlah nilai pengamatan level B1,

= ååå= ==

c

kijklm

n

m

a

i

Y1 11

= 12+11+8+...+9

= 192

· Jumlah nilai pengamatan level B2,

= å ååå= ===

c

kijklm

n

m

d

l

a

i

Y1 111

= 12+9+13+...+8

= 202

· Jumlah nilai pengamatan level B3,

= å ååå= ===

c

kijklm

n

m

d

l

a

i

Y1 111

= 11+13+12+...+23

= 261

Page 81: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-22

· Jumlah nilai pengamatan level B4,

= å ååå= ===

c

kijklm

n

m

d

l

a

i

Y1 111

= 4+6+9+...+14

= 150

· Jumlah nilai pengamatan level B5,

= å ååå= ===

c

kijklm

n

m

d

l

a

i

Y1 111

= 20+22+18+...+19

= 334

c. Jumlah nilai semua pengamatan (JP), (B1B2B3B4B5),

= åååå====

n

mijklmn

c

k

b

j

a

i

Y1111

= 12+11+12+...+19

= 1139

d. Jumlah kuadrat semua nilai pengamatan (JK), (B1B2B3B4B5),

= åååå====

n

mijklm

c

k

b

j

a

i

Y1

2

111

= 122+112+122+...+192

= 16695

e. Faktor koreksi (FK),

= JP2 / (abcn)

= (1139) 2/(3x5x3x2)

= 14414,678

f. Sum of square (SSB), atau jumlah kuadrat semua level faktor sudut

gamma (B)

= FKBacn i

i -÷ø

öçè

æ å=

90

1

21

= 1/3x3x2 (1922+ 2022+...+3342) - 14414,678

= 1132,267

Page 82: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-23

g. Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT),

MS )1( -

=b

SSB

283,067

41132,267

=

=

h. Nilai Fhitung,didapat dari pembagian antara MS faktor yang ada (B) dengan

MSerror dari eksperimen,

Fhitung E

B

MS

MS=

146,36

831,7283,067

=

=

Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai Fhitung, yakni

hipotesis nol (H0) dengan wilayah kritik Fhitung>Ftabel dan diterima jika

Fhitung<Ftabel. Ftabel diperoleh dari tabel distribusi F kumulatif, dengan df1 = df yang

bersangkutan dan df2 = dferror. Taraf nyata a = 0.05. Berdasarkan hasil

perhitungan diperoleh nilai Fhitung (36,146) > Ftabel (2,497), maka tolak H0. Dari

hasil perhitungan tersebut menyatakan bahwa faktor tunggal sudut gamma

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

3. Blok (C) Diameter material pengujian,

a. Menentukan hipotesis pengujian,

H0 = m1 =m2=m3 (Blok diameter material pengujian C1C2C3 tidak

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur

mata potong pahat)

H1 =m1¹m2 ¹m3 (Blok diameter material pengujian C1C2C3

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur

mata potong pahat)

b. Jumlah nilai pengamatan yang terdapat dalam setiap level,

Page 83: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-24

· Jumlah nilai pengamatan level C1,

= ååå= ==

b

jijklm

n

m

a

i

Y1 11

= 12+11+12+....+15

= 376

· Jumlah nilai pengamatan level C2,

= ååå= ==

b

jijklm

n

m

a

i

Y1 11

= 14+11+9+.....+15

= 385

· Jumlah nilai pengamatan level C3,

= ååå= ==

b

jijklm

n

m

a

i

Y1 11

= 11+12+11+......+19

= 378

c. Jumlah nilai semua pengamatan (JP), (C1C2C3),

= åååå====

n

mijklmn

c

k

b

j

a

i

Y1111

= 12+11+12+...+19

= 1139

d. Jumlah kuadrat semua nilai pengamatan (JK), (C1C2C3),

= åååå====

n

mijklm

c

k

b

j

a

i

Y1

2

111

= 122+112+122+...+192

= 16695

e. Faktor koreksi (FK),

= JP2 / (abcn)

= (12+11+12+...+19) 2/(3x5x3x2)

= 14414,678

Page 84: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-25

f. Sum of square (SSC), atau Jumlah kuadrat semua level blok diameter

pengujian (C)

= FKCabn i

i -÷ø

öçè

æ å=

60

1

21

= 1/3x5x2(3762+ 3852+3782) - 14414,678

= 1,489

g. Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT),

MS )1( -

=c

SSc

0,744

21,489

=

=

h. Nilai Fhitung, di dapat dari pembagian antara MS blok yang ada (C) dengan

MSerror dari eksperimen,

Fhitung E

C

MS

MS=

0951,0

831,70,744

=

=

Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai Fhitung, yakni

hipotesis nol (H0) dengan wilayah kritik Fhitung>Ftabel dan diterima jika

Fhitung<Ftabel. Ftabel diperoleh dari tabel distribusi F kumulatif, dengan df1 = df yang

bersangkutan dan df2 = dferror. Taraf nyata a = 0.05. Berdasarkan hasil

perhitungan diperoleh nilai Fhitung (0,0951) < Ftabel (3.122), maka terima H0. Dari

hasil perhitungan tersebut menyatakan bahwa blok diameter material pengujian

tidak berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

4. Interaksi faktor sudut kappa dengan sudut gamma (A*B),

a. Menentukan hipotesis pengujian,

H0 = m1 =m2 (Interaksi faktor sudut kappa dan sudut gamma tidak

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata

potong pahat)

Page 85: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-26

H1 =m1¹m2 (Interaksi faktor sudut kappa dan sudut gamma

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata

potong pahat)

b. Jumlah nilai pengamatan yang terdapat dalam level ke-i dari faktor A dan

level ke-j faktor B,

· Jumlah nilai pengamatan level A1B1,

= 12+11+14+.....+12

= 71

· Jumlah nilai pengamatan level A1B2,

= 12+9+11+.....+12

= 64

· Jumlah nilai pengamatan level A1B3,

= 11+13+5+.....+7

= 52

· Jumlah nilai pengamatan level A1B4,

= 4+6+5+.....+9

= 35

· Jumlah nilai pengamatan level A1B5,

= 20+22+22+.....+17

= 123

· Jumlah nilai pengamatan level A2B1,

= 8+12+12+.....+17

= 72

· Jumlah nilai pengamatan level A2B2,

= 13+16+15+.....+9

= 76

· Jumlah nilai pengamatan level A2B3,

= 12+22+12+.....+12

= 88

· Jumlah nilai pengamatan level A2B4,

= 9+10+9+.....+7

= 55

Page 86: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-27

· Jumlah nilai pengamatan level A2B5,

= 18+14+19+.....+20

= 111

· Jumlah nilai pengamatan level A3B1,

= 8+9+7+.....+9

= 49

· Jumlah nilai pengamatan level A3B2,

= 6+13+14+.....+8

= 62

· Jumlah nilai pengamatan level A3B3,

= 15+24+22+.....+23

= 121

· Jumlah nilai pengamatan level A3B4,

= 8+12+8+.....+14

= 60

· Jumlah nilai pengamatan level A3B5,

= 12+15+17+.....+19

= 100

c. Jumlah nilai semua pengamatan (JP),

= åååå====

n

mijklmn

c

k

b

j

a

i

Y1111

= 12+11+12+.....+19

= 1139

d. Jumlah kuadrat semua nilai pengamatan (JK),

= åååå====

n

mijklm

c

k

b

j

a

i

Y1

2

111

= 122+112+122+...+192

= 16695

e. Faktor koreksi (FK),

= JP2 / (abcn)

= (12+11+12+.....+19) 2/(3x5x3x2)

= 14414,678

Page 87: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-28

f. Jumlah kuadrat interaksi faktor sudut kappa dengan sudut gamma (SSAxB),

= FKAiBjcn

b

j

a

i

-÷÷ø

öççè

æåå== 1

2

1

)(1

=301

(712+642+522+.....+1002) - 14414,678

= 513,133

g. Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT),

MS )1)(1( --

=ba

SS AB

64,142

8513,133

=

=

h. Nilai Fhitung, di dapat dari pembagian antara MS faktor yang ada (A*B)

dengan MSerror dari eksperimen,

Fhitung E

AB

MS

MS=

1905,8

831,764,142

=

=

Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai Fhitung, yakni

hipotesis nol (H0) dengan wilayah kritik Fhitung>Ftabel dan diterima jika

Fhitung<Ftabel. Ftabel diperoleh dari tabel distribusi F kumulatif, dengan df1 = df yang

bersangkutan dan df2 = dferror. Taraf nyata a = 0.05. Berdasarkan hasil

perhitungan diperoleh nilai Fhitung (8,1905) > Ftabel (2,068), maka tolak H0, dari

hasil perhitungan tersebut menyatakan bahwa faktor interaksi sudut kappa dan

sudut gamma berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong

pahat.

5. Faktor error

a. Jumlah nilai semua pengamatan (JP),

= åååå====

n

mijklmn

c

k

b

j

a

i

Y1111

= 12+11+12+.....+19

= 1139

Page 88: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-29

b. Jumlah kuadrat semua nilai pengamatan (JK),

= åååå====

n

mijklm

c

k

b

j

a

i

Y1

2

111

= 122+112+122+...+192

= 16695

c. Faktor koreksi (FK),

= JP2 / (abcn)

= (12+11+12+.....+19) 2/(3x5x3x2)

= 14414,678

d. Sum of square total (SStotal), atau Jumlah kuadrat total pengamatan

= FKJK -

= 16695-14414,678

= 571,678

e. Sum of square error (SSerror), atau Jumlah kuadrat error = ABCBAtotal SSSSSSSSSS ----

= 2280,322 - 61,756 - 1132,267 - 1,489 – 513,133

= 571,678

f. Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT),

MS dfE

SSError=

7,831

73571,678

=

=

Hasil perhitungan anova faktor sudut gamma, sudut kappa, dan sebagai

blok diameter material pengujian beserta interaksinya baik manual maupun

dengan SPSS dapat dilihat pada tabel 4.13 dan tabel 4.14.

Tabel 4.13 Hasil pengujian anova secara manual

Source df SS MS Fhitung Ftabel KeputusanSsa (faktor a) 2 61,756 30,878 3,9429 3,122 tolakSSb (faktor b) 4 1132,267 283,067 36,1460 2,497 tolakSSc (blok c) 2 1,489 0,744 0,0951 3,122 terimaSsab (interaksi a dan b) 8 513,133 64,142 8,1905 2,068 tolakSse 73 571,678 7,8312024Sstot 89 2280,322

Page 89: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-30

Tabel 4.14 Hasil pengujian anova dengan SPSS Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: temperatur

1708,644a 16 106,790 13,637 ,000

14414,678 1 14414,678 1840,672 ,000

61,756 2 30,878 3,943 ,024

1132,267 4 283,067 36,146 ,000

1,489 2 ,744 ,095 ,909

513,133 8 64,142 8,191 ,000

571,678 73 7,831

16695,000 90

2280,322 89

SourceCorrected Model

Intercept

a

b

c

a * b

Error

Total

Corrected Total

Ty pe III Sumof Squares df Mean Square F Sig.

R Squared = ,749 (Adjusted R Squared = ,694)a.

Berdasarkan tabel 4.13, pertimbangan untuk memutuskan diterima atau

ditolaknya H0 adalah dengan membandingkan nilai Fhitung dan Ftabel. H0 ditolak

jika Fhitung>Ftabel dan diterima jika Fhitung<Ftabel. Pada tabel 4.16, pertimbangan

untuk memutuskan diterima atau ditolaknya H0 adalah dengan melihat nilai-nilai

pada kolom sig (signifikansi). H0 ditolak jika nilai sig < 0.05 dan diterima jika

nilai sig >0.05. Penggunaan Fhitung dan taraf signifikansi akan memberikan

kesimpulan yang sama tentang hasil uji hipotesis anova. Keputusan yang diambil

terhadap hasil anova data eksperimen terhadap kelelahan responden, yaitu:

1. Faktor sudut kappa (faktor a) berpengaruh signifikan terhadap kenaikan

temperatur mata potong pahat. Hal ini dapat dilihat dari nilai Fhitung > Ftabel,

sehingga H0 ditolak dan disimpulkan bahwa sudut kappa berpengaruh secara

signifikan.

2. Faktor sudut gamma (faktor b) berpengaruh signifikan terhadap kenaikan

temperatur mata potong pahat. Hal ini dapat dilihat dari nilai Fhitung > Ftabel,

sehingga H0 ditolak dan disimpulkan bahwa sudut gamma berpengaruh secara

signifikan.

3. Faktor diameter material pengujian (blok c) tidak berpengaruh signifikan

terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat. Hal ini dapat dilihat dari

nilai Fhitung < Ftabel, sehingga H0 diterima dan disimpulkan bahwa diameter

material pengujian tidak berpengaruh secara signifikan.

Page 90: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-31

4. Interaksi antara sudut kappa (faktor a) dan sudut gamma (faktor b) berpengaruh

signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat. Hal ini dapat

dilihat dari nilai Fhitung > Ftabel, sehingga H0 ditolak dan disimpulkan bahwa

interaksi antara sudut kappa (faktor a) dan sudut gamma (faktor b) berpengaruh

secara signifikan.

4.3.4 Pengujian Student-Newman-Keuls (SNK)

Pengujian anova hanya memberikan informasi berupa faktor-faktor yang

berpengaruh secara signifikan terhadap nilai variabel respon. Oleh karena itu

diperlukan pengujian setelah anova untuk mengetahui level optimal dari tiap

faktor eksperimen. Pengujian setelah anova ini dilakukan dengan menggunakan

uji Student Newman Keuls (SNK). Uji SNK ini dilakukan terhadap faktor dan

interaksi antar faktor yang memiliki pengaruh signifikan terhadap variabel respon.

Berdasarkan hasil perhitungan anova pada tabel 4.13, pengujian SNK dilakukan

terhadap faktor sudut gamma dan interaksi antara faktor sudut kappa dan sudut

gamma. Perhitungan uji SNK pada faktor dan interaksi antar faktor yang

berpengaruh tersebut diuraikan dalam penjelasan dibawah ini.

1. Pengujian SNK pada faktor sudut Kappa

Pengujian SNK pada faktor sudut kappa ini bertujuan untuk mengetahui

level dari faktor sudut kappa yang dapat memberikan nilai rata-rata kenaikan

temperatur mata potong pahat terkecil. Langkah yang dilakukan dalam uji Student

Newman Keuls (SNK) faktor sudut kappa ini, yaitu:

a. Pengurutan nilai rata-rata dari tiap kondisi perlakuan eksperimen.

Setiap kondisi eksperimen dicari nilai rata-ratanya kemudian nilai rata-rata

tersebut diurutkan dari nilai terkecil sampai nilai terbesar. Urutan nilai rata-rata

dari setiap kondisi perlakuan eksperimen dapat dilihat pada tabel 4.15.

Tabel 4.15 Urutan nilai rata-rata perlakuan eksperimen faktor a

sudut kappa rata -rata1 a1 11,52 a3 13,0673 a2 13,4

urutNo

Page 91: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-32

Berdasarkan tabel 4.15 dapat diketahui bahwa kondisi perlakuan

eksperimen berjumlah 3 kondisi. Jumlah kondisi ini merupakan nilai dari k.

b. Perhitungan nilai error standar.

Perhitungan nilai error standar dilakukan berdasarkan data dari nilai

MSerror dan dferror yang diperoleh berdasarkan hasil dari perhitungan anova.

Perhitungan anova tersebut dapat diketahui bahwa nilai MSerror adalah 7,831

dan nilai dferror adalah 73. Nilai MSerror dan dferror ini kemudian perhitungan

error standar, sebagai berikut :

k

MSS error

jY =×

616,13831,7

==× jYS

c. Penentuan nilai α dan significant ranges dari tabel Studentized Range Table.

Nilai α yang digunakan dalam uji SNK ini adalah α = 0.05. Dari Tabel

Studentized Range Table dapat diketahui bahwa jika nilai α = 0.05 dan

dferror = 73 maka nilai significant ranges nya dapat dilihat pada lampiran 2.

d. Perhitungan nilai LSR (Least Significant Ranges)

Perhitungan nilai LSR dilakukan dengan mengalikan nilai dari significant

ranges dan nilai dari error standar. Hasil dari perhitungan LSR dapat dilihat

pada tabel 4.16 .

Tabel 4.16 Nilai least significant ranges faktor a

P 2 3Range 2,822 3,3896LSR 4,559753711 5,476486846

e. Perhitungan beda rata-rata antar dua level.

Perhitungan beda rata-rata antar level ini di mulai dari rata-rata terbesar

dengan rata-rata terkecil. Perhitungan beda rata-rata antar level ini membentuk

kombinasi dengan jumlah kK2 = k(k-1)/2 = 3 pasang. Perbandingan beda rata-

rata dilakukan dengan cara membandingkan beda rata-rata terbesar dan rata-

rata terkecil dengan nilai LSR untuk p = k. Jika nilai selisih > LSR menyatakan

bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara rata-rata interaksi tersebut.

Page 92: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-33

Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest dengan LSR untuk

p = k-1, begitu seterusnya sampai diperoleh kK2 perbandingan. Hasil dari

perbandingan selisih rata-rata dengan nilai LSR dapat dilihat di tabel 4.17

Tabel 4.17 Perbandingan antara LSR dengan selisih rata-rata faktor a

NO Selisih Rata-rata LSR Hasil1 a2 a1 1,9 5,4765 tidak ada perbedaan signifikan2 a2 a3 0,333 4,5598 tidak ada perbedaan signifikan3 a3 a1 1,567 4,5598 tidak ada perbedaan signifikan

Interaksi

Berdasarkan tabel 4.17, diketahui interaksi antar level pada faktor sudut

gamma tidak ada perbedaan signifikan satu sama lain. Hanya ada satu kelompok

data untuk penentuan level sudut kappa.

2. Pengujian SNK pada faktor sudut gamma

Pengujian SNK pada faktor sudut gamma ini bertujuan untuk mengetahui

level dari faktor sudut gamma yang dapat memberikan nilai rata-rata kenaikan

temperatur mata potong pahat terkecil. Langkah-langkah yang dilakukan dalam

uji Student Newman Keuls (SNK) faktor sudut gamma ini, yaitu:

a. Pengurutan nilai rata-rata dari tiap kondisi perlakuan eksperimen.

Setiap kondisi eksperimen dicari nilai rata-ratanya kemudian nilai rata-rata

tersebut diurutkan dari nilai terkecil sampai nilai terbesar. Urutan nilai rata-rata

dari setiap kondisi perlakuan eksperimen dilihat pada tabel 4.18.

Tabel 4.18 Urutan nilai rata-rata perlakuan eksperimen faktor b

sudut gamma rata -rata1 b4 8,3332 b1 10,6673 b2 11,2224 b3 14,5005 b5 18,556

urutNo

Berdasarkan tabel 4.18 dapat diketahui bahwa kondisi perlakuan

eksperimen berjumlah 5 kondisi. Jumlah kondisi ini merupakan nilai dari k.

Page 93: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-34

b. Perhitungan nilai error standar

Perhitungan nilai error standar dilakukan berdasarkan data dari nilai

MSerror dan dferror yang diperoleh berdasarkan hasil dari perhitungan anova.

Dari perhitungan anova tersebut dapat diketahui bahwa nilai MSerror adalah

7,831 dan nilai dferror adalah 73. Dari nilai MSerror dan dferror ini kemudian

dilakukan perhitungan error standar, sebagai berikut:

k

MSS error

jY =×

2514,15831,7

==× jYS

c. Penentuan nilai α dan significant ranges dari tabel Studentized Range Table.

Nilai α yang akan digunakan dalam uji SNK ini adalah α = 0.05. Dari

Tabel Studentized Range Table dapat diketahui bahwa jika nilai α = 0.05

dan dferror = 73 maka nilai significant ranges nya dapat dilihat di lampiran 2.

d. Perhitungan nilai LSR (Least Significant Ranges).

Perhitungan nilai LSR dilakukan dengan mengalikan nilai dari

significant ranges dan nilai dari error standar. Hasil dari perhitungan LSR

dapat dilihat pada tabel 4.19.

Tabel 4.19 Nilai least significant ranges faktor b

P 2 3 4 5Significant Range 2,822 3,3896 3,727 3,9644LSR 4,49855 5,40297 5,94078 6,31920

e. Perhitungan beda rata-rata antar dua level.

Perhitungan beda rata-rata antar level ini di mulai dari rata-rata terbesar

dengan rata-rata terkecil. Perhitungan beda rata-rata antar level ini akan

membentuk kombinasi dengan jumlah kK2 = k(k-1)/2 = 10 pasang.

Perbandingan beda rata-rata dilakukan dengan cara membandingkan beda

rata-rata terbesar dan rata-rata terkecil dengan nilai LSR untuk p = k. Jika

nilai selisih > LSR menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan

antara rata-rata interaksi tersebut. Bandingkan kembali beda second largest

dan next smallest dengan LSR untuk p = k-1, begitu seterusnya sampai

Page 94: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-35

diperoleh kK2 perbandingan. Hasil dari perbandingan selisih rata-rata

dengan nilai LSR dapat dilihat pada tabel 4.20.

Tabel 4.20 Perbandingan antara LSR dengan selisih rata-rata faktor b

NO Selisih Rata-rata LSR Hasil1 b5 b4 10,2222 4,9614 ada perbedaan signifikan2 b5 b1 7,8889 4,6643 ada perbedaan signifikan3 b5 b2 7,3333 4,2421 ada perbedaan signifikan4 b5 b3 4,0556 3,5320 ada perbedaan signifikan5 b3 b4 6,1667 4,6643 ada perbedaan signifikan6 b3 b1 3,8333 4,2421 tidak ada perbedaan signifikan7 b3 b2 3,2778 3,5320 tidak ada perbedaan signifikan8 b2 b4 2,8889 4,2421 tidak ada perbedaan signifikan9 b2 b1 0,5556 3,5320 tidak ada perbedaan signifikan

10 b1 b4 2,3333 3,5320 tidak ada perbedaan signifikan

Interaksi

Berdasarkan tabel 4.20, dapat diketahui interaksi antar level pada faktor sudut

gamma terdapat dua kelompok data.

3. Pengujian SNK pada interaksi faktor sudut kappa dan sudut gamma

Pengujian SNK pada interaksi antar faktor ini bertujuan untuk

mengetahui level antar faktor pada kondisi perlakuan yang dapat memberikan

nilai rata-rata variebel respon terkecil. Langkah-langkah yang dilakukan dalam uji

Student Newman Keuls (SNK) interaksi antar faktor ini, yaitu:

a. Pengurutan nilai rata-rata dari tiap kondisi perlakuan eksperimen

Setiap kondisi eksperimen dicari nilai rata-ratanya kemudian nilai rata-

rata tersebut diurutkan dari nilai terkecil sampai nilai terbesar. Urutan nilai rata-

rata dari setiap kondisi perlakuan eksperimen tersebut dapat dilihat pada

tabel 4.21.

Tabel 4.21 Urutan nilai rata-rata kondisi perlakuan eksperimen a*b

interaksi rata-rata

a1b4 5,833a3b1 8,167a1b3 8,667a2b4 9,167a3b4 10,000a3b2 10,333a1b2 10,667a1b1 11,833

urut

Page 95: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-36

Tabel 4.21 Urutan nilai rata-rata kondisi perlakuan eksperimen a*b (lanjutan)

interaksi rata-rata

a2b1 12,000a2b2 12,667a2b3 14,667a3b5 16,667a2b5 18,500a3b3 20,167a1b5 20,500

urut

Berdasarkan tabel 4.21 diatas dapat diketahui bahwa kondisi perlakuan

eksperimen berjumlah 15 kondisi. Jumlah kondisi ini merupakan nilai dari k.

b. Perhitungan nilai error standar

Perhitungan nilai error standar dilakukan berdasarkan data dari nilai

MSerror dan dferror yang diperoleh berdasarkan hasil dari perhitungan anova. Dari

perhitungan anova tersebut dapat diketahui bahwa nilai MSerror adalah 7,831 dan

nilai dferror adalah 73. Dari nilai MSerror dan dferror ini kemudian dilakukan

perhitungan error standar, sebagai berikut:

k

MSS error

jY =×

7225,015831,7

==× jYS

c. Penentuan nilai α dan significant ranges dari tabel Studentized Range Table.

Nilai α yang akan digunakan dalam uji SNK ini adalah α = 0.05. Dari

Tabel Studentized Range Table dapat diketahui bahwa jika nilai α = 0.05 dan

dferror = 73 maka nilai significant ranges nya dapat dilihat di lampiran 2.

d. Perhitungan nilai LSR (Least Significant Ranges).

Perhitungan nilai LSR dilakukan dengan mengalikan nilai dari

significant ranges dan nilai dari error standar. Hasil dari perhitungan LSR dapat

dilihat pada tabel 4.22.

Tabel 4.22 Nilai Least Significant Ranges interaksi a*b

P 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15SR 2,85 3,42 3,73 3,96 4,14 4,29 4,42 4,53 4,63 4,71 4,78 4,85 4,91 4,97LSR 2,62 3,15 3,43 3,65 3,81 3,95 4,07 4,17 4,26 4,33 4,40 4,47 4,52 4,58

Page 96: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-37

e. Perhitungan beda rata-rata antar dua level.

Perhitungan beda rata-rata antar level ini di mulai dari rata-rata terbesar

dengan rata-rata terkecil. Perhitungan beda rata-rata antar level ini akan

membentuk kombinasi dengan jumlah kK2 = k(k-1)/2 = 15 pasang. Perbandingan

beda rata-rata dilakukan dengan cara membandingkan beda rata-rata terbesar dan

rata-rata terkecil dengan nilai LSR untuk p=k. Jika nilai selisih > LSR

menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara rata-rata interaksi

tersebut. Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest dengan LSR

untuk p=k-1, begitu seterusnya sampai diperoleh kK2 perbandingan. Hasil dari

perbandingan antara selisih rata-rata dengan nilai LSR dapat dilihat pada

tabel 4.23.

Tabel 4.23 Perbandingan antara LSR dengan selisih rata-rata interaksi A*B

NO Selisih Rata-rata LSR Hasil1 a1b5 a1b4 14,667 3,594 ada perbedaan signifikan2 a1b5 a3b1 12,333 3,551 ada perbedaan signifikan3 a1b5 a1b3 11,833 3,507 ada perbedaan signifikan4 a1b5 a2b4 11,333 3,457 ada perbedaan signifikan5 a1b5 a3b4 10,500 3,401 ada perbedaan signifikan6 a1b5 a3b2 10,167 3,343 ada perbedaan signifikan7 a1b5 a1b2 9,833 3,273 ada perbedaan signifikan8 a1b5 a1b1 8,667 3,193 ada perbedaan signifikan9 a1b5 a2b1 8,500 3,101 ada perbedaan signifikan

10 a1b5 a2b2 7,833 2,995 ada perbedaan signifikan11 a1b5 a2b3 5,833 2,864 ada perbedaan signifikan12 a1b5 a3b5 3,833 2,693 ada perbedaan signifikan13 a1b5 a2b5 2,000 2,471 tidak ada perbedaan signifikan14 a1b5 a3b3 0,333 2,056 tidak ada perbedaan signifikan15 a3b3 a1b4 14,333 3,551 ada perbedaan signifikan16 a3b3 a3b1 12,000 3,507 ada perbedaan signifikan17 a3b3 a1b3 11,500 3,457 ada perbedaan signifikan18 a3b3 a2b4 11,000 3,401 ada perbedaan signifikan19 a3b3 a3b4 10,167 3,343 ada perbedaan signifikan20 a3b3 a3b2 9,833 3,273 ada perbedaan signifikan21 a3b3 a1b2 9,500 3,193 ada perbedaan signifikan22 a3b3 a1b1 8,333 3,101 ada perbedaan signifikan23 a3b3 a2b1 8,167 2,995 ada perbedaan signifikan24 a3b3 a2b2 7,500 2,864 ada perbedaan signifikan25 a3b3 a2b3 5,500 2,693 ada perbedaan signifikan

Interaksi

Page 97: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-38

Tabel 4.23 Perbandingan antara LSR dengan selisih rata-rata interaksi A*B (lanjutan)

NO Selisih Rata-rata LSR Hasil26 a3b3 a3b5 3,500 2,471 ada perbedaan signifikan27 a3b3 a2b5 1,667 2,056 tidak ada perbedaan signifikan28 a2b5 a1b4 12,667 3,507 ada perbedaan signifikan29 a2b5 a3b1 10,333 3,457 ada perbedaan signifikan30 a2b5 a1b3 9,833 3,401 ada perbedaan signifikan31 a2b5 a2b4 9,333 3,343 ada perbedaan signifikan32 a2b5 a3b4 8,500 3,273 ada perbedaan signifikan33 a2b5 a3b2 8,167 3,193 ada perbedaan signifikan34 a2b5 a1b2 7,833 3,101 ada perbedaan signifikan35 a2b5 a1b1 6,667 2,995 ada perbedaan signifikan36 a2b5 a2b1 6,500 2,864 ada perbedaan signifikan37 a2b5 a2b2 5,833 2,693 ada perbedaan signifikan38 a2b5 a2b3 3,833 2,471 ada perbedaan signifikan39 a2b5 a3b5 1,833 2,056 tidak ada perbedaan signifikan40 a3b5 a1b4 10,833 3,457 ada perbedaan signifikan41 a3b5 a3b1 8,500 3,401 ada perbedaan signifikan42 a3b5 a1b3 8,000 3,343 ada perbedaan signifikan43 a3b5 a2b4 7,500 3,273 ada perbedaan signifikan44 a3b5 a3b4 6,667 3,193 ada perbedaan signifikan45 a3b5 a3b2 6,333 3,101 ada perbedaan signifikan46 a3b5 a1b2 6,000 2,995 ada perbedaan signifikan47 a3b5 a1b1 4,833 2,864 ada perbedaan signifikan48 a3b5 a2b1 4,667 2,693 ada perbedaan signifikan49 a3b5 a2b2 4,000 2,471 ada perbedaan signifikan50 a3b5 a2b3 2,000 2,056 tidak ada perbedaan signifikan51 a2b3 a1b4 8,833 3,401 ada perbedaan signifikan52 a2b3 a3b1 6,500 3,343 ada perbedaan signifikan53 a2b3 a1b3 6,000 3,273 ada perbedaan signifikan54 a2b3 a2b4 5,500 3,193 ada perbedaan signifikan55 a2b3 a3b4 4,667 3,101 ada perbedaan signifikan56 a2b3 a3b2 4,333 2,995 ada perbedaan signifikan57 a2b3 a1b2 4,000 2,864 ada perbedaan signifikan58 a2b3 a1b1 2,833 2,693 ada perbedaan signifikan59 a2b3 a2b1 2,667 2,471 ada perbedaan signifikan60 a2b3 a2b2 2,000 2,056 tidak ada perbedaan signifikan61 a2b2 a1b4 6,833 3,343 ada perbedaan signifikan62 a2b2 a3b1 4,500 3,273 ada perbedaan signifikan63 a2b2 a1b3 4,000 3,193 ada perbedaan signifikan64 a2b2 a2b4 3,500 3,101 ada perbedaan signifikan65 a2b2 a3b4 2,667 2,995 tidak ada perbedaan signifikan

Interaksi

Page 98: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-39

Tabel 4.23 Perbandingan antara LSR dengan selisih rata-rata interaksi A*B (lanjutan)

NO Selisih Rata-rata LSR Hasil66 a2b2 a3b2 2,333 2,864 tidak ada perbedaan signifikan67 a2b2 a1b2 2,000 2,693 tidak ada perbedaan signifikan68 a2b2 a1b1 0,833 2,471 tidak ada perbedaan signifikan69 a2b2 a2b1 0,667 2,056 tidak ada perbedaan signifikan70 a2b1 a1b4 6,167 3,273 ada perbedaan signifikan71 a2b1 a3b1 3,833 3,193 ada perbedaan signifikan72 a2b1 a1b3 3,333 3,101 ada perbedaan signifikan73 a2b1 a2b4 2,833 2,995 tidak ada perbedaan signifikan74 a2b1 a3b4 2,000 2,864 tidak ada perbedaan signifikan75 a2b1 a3b2 1,667 2,693 tidak ada perbedaan signifikan76 a2b1 a1b2 1,333 2,471 tidak ada perbedaan signifikan77 a2b1 a1b1 0,167 2,056 tidak ada perbedaan signifikan78 a1b1 a1b4 6,000 3,193 ada perbedaan signifikan79 a1b1 a3b1 3,667 3,101 ada perbedaan signifikan80 a1b1 a1b3 3,167 2,995 ada perbedaan signifikan81 a1b1 a2b4 2,667 2,864 tidak ada perbedaan signifikan82 a1b1 a3b4 1,833 2,693 tidak ada perbedaan signifikan83 a1b1 a3b2 1,500 2,471 tidak ada perbedaan signifikan84 a1b1 a1b2 1,167 2,056 tidak ada perbedaan signifikan85 a1b2 a1b4 4,833 3,101 ada perbedaan signifikan86 a1b2 a3b1 2,500 2,995 tidak ada perbedaan signifikan87 a1b2 a1b3 2,000 2,864 tidak ada perbedaan signifikan88 a1b2 a2b4 1,500 2,693 tidak ada perbedaan signifikan89 a1b2 a3b4 0,667 2,471 tidak ada perbedaan signifikan90 a1b2 a3b2 0,333 2,056 tidak ada perbedaan signifikan91 a3b2 a1b4 4,500 2,995 ada perbedaan signifikan92 a3b2 a3b1 2,167 2,864 tidak ada perbedaan signifikan93 a3b2 a1b3 1,667 2,693 tidak ada perbedaan signifikan94 a3b2 a2b4 1,167 2,471 tidak ada perbedaan signifikan95 a3b2 a3b4 0,333 2,056 tidak ada perbedaan signifikan96 a3b4 a1b4 4,167 2,864 ada perbedaan signifikan97 a3b4 a3b1 1,833 2,693 tidak ada perbedaan signifikan98 a3b4 a1b3 1,333 2,471 tidak ada perbedaan signifikan99 a3b4 a2b4 0,833 2,056 tidak ada perbedaan signifikan

100 a2b4 a1b4 3,333 2,693 ada perbedaan signifikan101 a2b4 a3b1 1,000 2,471 tidak ada perbedaan signifikan102 a2b4 a1b3 0,500 2,056 tidak ada perbedaan signifikan103 a1b3 a1b4 2,833 2,471 ada perbedaan signifikan104 a1b3 a3b1 0,500 2,056 tidak ada perbedaan signifikan105 a3b1 a1b4 2,333 2,471 tidak ada perbedaan signifikan

Interaksi

Page 99: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-40

4.3 Pemilihan Desain Pahat HSS Berdasarkan Pengaruh Kenaikan

Temperatur Mata Potong Pahat Ketika Digunakan.

Pemilihan desain pahat HSS dilakukan dengan mempertimbangkan

pengaruh kenaikan temperatur mata potong pahat. Hasil pengujian dicari desain

kombinasi sudut pahat yang menghasilkan kenaikan temperatur mata potong pahat

yang paling kecil. Berdasarkan data hasil pengukuran aktual, diperoleh data

kenaikan temperatur mata potong pahat yang paling kecil adalah 4° pada desain

kombinasi sudut kappa 90°, sudut gamma 18°, yaitu pada spesimen a1b4c1.

4.4 STANDART OPERATING PROCEDURE (SOP)

Dari hasil penelitian diperoleh geometri sudut yang paling optimum adalah

kombinasi sudut kappa 90°, sudut gamma 18°, dan standar sudut yang lain sudut

bebas orthogonal (αo) 12°, sudut potong bantu (κ’r) 60°. Berdasarkan data hasil

penelitian tersebut maka dibuat standart operating procedure (SOP) pengasahan

pahat bubut HSS untuk laboratorium Perencanan dan Perancangan Produk

Jurusan Teknik Industri. SOP disusun seperti ditunjukkan pada tabel 4.24.

Page 100: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-41

Tabel 4.24 SOP Pengasahan pahat HSS

NO Tahap Est. Waktu Penjelasan

1. Alat-alat

Mesin gerinda

Bevel protrektor

Dial caliper

00’15’00’’ - Mempersiapkan mesin gerinda, bevel

protrektor, dial caliper.

- Pastikan mesim gerinda telah terhubung

dengan sumber arus listrik.

- Nyalakan mesin dengan menekan saklar

posisi ON.

- Ratakan permukaan batu gerinda

dengan batu dresser.

2.

Sudut αn

00’15’00’’ - Asah bagian ujung pahat membentuk

sudut αn sesuai dengan gambar.

- Gunakan bevel protrektor untuk

mengukur sudut yang terbentuk.

3.

Sudut αo

00’15’00’’ - Asah bagian sisi pahat membentuk

sudut αo sesuai dengan gambar.

- Gerakkan tangan dengan konstan

membentuk sudut yang diinginkan.

- Gunakan bevel protrektor untuk

mengukur sudut yang terbentuk.

Page 101: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

IV-42

4.

Sudut γo

00’20’00’’ - Asah bagian sisi atas pahat membentuk

sudut γo sesuai dengan gambar.

- Gerakkan tangan dengan konstan

membentuk sudut yang diinginkan.

- Gunakan bevel protrektor untuk

mengukur sudut yang terbentuk.

5.

Sudut κr’

00’20’00’’ - Asah bagian sisi atas pahat membentuk

sudut κr’ sesuai dengan gambar.

- Gerakkan tangan dengan konstan

membentuk sudut yang diinginkan.

- Gunakan bevel protrektor untuk

mengukur sudut yang terbentuk.

6

Sudut κr

00’05’00’’ - Sudut κr terbentuk dengan sendirinya.

- Gunakan bevel protrektor untuk

mengukur sudut yang terbentuk.

Page 102: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

V-1

BAB V ANALISIS HASIL PENELITIAN

Bab ini membahas tentang analisis hasil penelitian yang telah dikumpulkan

dan diolah pada bab sebelumnya sesuai dengan tujuan penelitian. Diuraikan

analisis pengaruh sudut kappa (κr), sudut gamma (γo), dan interaksi sudut kappa

(κr) dan sudut gamma (γo). Diameter material pengujian sebagai blok, tidak

dilakukan analisis. Analisis hasil tersebut diuraikan dalam sub bab dibawah ini.

5.1 ANALISIS GEOMETRI SUDUT PAHAT

Analisis geometri sudut pahat yang diuraikan mengenai perbandingan

treatment teoritis tentang pengaruh pemilihan geometri sudut pahat dengan

kondisi aktual dalam penelitian. Dari hasil perbandingan dibuat analisis tentang

treatmant yang mempengaruhi kenaikan temperatur bidang aktif pahat.

5.1.1 Analisis Kondisi Hasil Pengasahan Geometri Sudut Pahat HSS

Salah satu keunggulan pahat HSS adalah mudah dibentuk dalam

pengasahannya. Karakteristik ini memungkinkan pengasahan dapat dilakukan

secara manual dengan menggunakan mesin gerinda tanpa menggunakan fixture

tambahan untuk mencekam dan membentuk geometri sudut. Pengasahan

dilakukan hanya dengan dipegang manual kemudian diasah sesuai profil geometri

yang diinginkan sesuai tuntutan dan diukur dengan alat pengukur sudut bevel

protrektor. Tingkat akurasi geometri sudut yang terbentuk dari hasil pengasahan

secara manual lebih rendah jika dibandingkan dengan pengasahan menggunakan

fixture tambahan.

Dalam penelitian ini pengasahan pahat dilakukan secara manual oleh

peneliti dengan alat ukur bevel protrektor tanpa menggunakan fixture tambahan.

Kemungkinan kesalahan geometri sudut yang terbentuk menjadi lebih besar jika

dibandingkan menggunakan ficture tambahan. Namun demikian tingkat kesalahan

telah diupayakan seminimal mungkin yaitu dengan menjaga kerataan hasil

pengasahan dan pengukuran geometri sudut dengan menggunakan bevel

protrektor yang memiliki akurasi ukuran 1°. Tingkat kesalahan hasil geometri

yang maksimal hanya 1° dikatakan geometri masuk toleransi pengukuran yang

cukup akurat.

Page 103: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

V-2

5.1.2 Analisis Pengaruh Sudut Kappa (κr)

Berdasarkan hasil perhitungan uji ANOVA, sudut kappa (κr) sebagai faktor

A berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

Secara teoritis pengaruh tersebut dapat dianalisis, sudut kappa (κr) berpengaruh

terhadap tebal geram yang terbentuk dari hasil pemotongan. Semakin kecil

geometri sudut kappa (κr) yang dibuat, maka menurunkan tebal geram. Tebal

geram yang kecil akan menurunkan temperatur pemotongan pada pahat sehingga

temperatur pahat akan relatif rendah (Rochim, 1993). Namun penggunaan sudut

kappa (κr) yang kecil akan manaikkan gaya radial pemotongan. Gaya radial yang

besar menyebabkan lenturan dan getaran (chatter) yang cukup besar sehingga

menurunkan ketelitian geometri produk dan hasil pemotongan yang kasar serta

gesekan bidang kontak pahat menjadi lebih besar (Rochim, 1993). Akibatnya

temperatur bidang pahat pun menjadi lebih besar akibat gesekan bidang pahat

dengan matrial benda kerja yang tidak teratur.

Berdasarkan hasil penelitian dipilih sudut kappa (κr) yang paling besar yaitu

90°. Sudut kappa (κr) yang besar maka tebal geram yang dihasilkan naik dan lebar

geram turun. Kondisi ini jika dilihat secara teoritis akan menghasilkan temperatur

pemotongan yang relatif tinggi karena dengan tebal geram yang tinggi akan

menyebabkan kenaikan temperatur akibat beban pemotongan yang besar.

Pemilihan sudut kappa (κr) 90° bertolak belakang dengan teoritis optimum tebal

geram yang dihasilkan. Pemilihan sudut kappa (κr) yang kecil tidak selalu

menguntungkan karena menaikkan gaya radial pemotongan. Gaya radial yang

terlalu besar menyebabkan lenturan yang terlau besar ataupun getaran sehingga

gesekan bidang kontak pahat menjadi lebih besar dan hasil pemotongan yang

kasar. Akibatnya temperatur bidang pahat pun menjadi lebih besar akibat gesekan

bidang pahat dengan matrial benda kerja yang tidak teratur. Selain itu sudut kappa

(κr) yang diperkecil akan memperbesar panjang mata potong aktif yaitu panjang

geram dengan bidang pahat sehingga temperatur akibat gesekan menjadi lebih

besar. Oleh karena itu pemilihan sudut kappa (κr) 90° berdasarkan hasil penelitian

dapat mengatasi permasalahan yang timbul akibat pemilihan sudut kappa (κr)

yang terlalu kecil pada pengerjaan material aluminium paduan rendah. Pengaruh

gaya radial terhadap kenaikan temperatur lebih dominan dibandingkan dengan

Page 104: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

V-3

tebal geram yang dihasilkan pada pengerjaan material aluminium paduan rendah

dengan menggunakan pahat HSS.

Berdasarkan uji Student Newman-Keuls (SNK) interaksi tiap level untuk

sudut kappa (κr) tidak ada perbedaan signifikan. Itu artinya penentuan level yang

dipilih tidak ada perbedaan dalam mempengaruhi kenaikan temperatur

pemotongan. Hal ini dimungkinkan karena jarak pemilihan level yang terlalu jauh

atau jumlahnya level terlalu sedikit. Sudut kappa (κr) memberikan pangaruh

setelah dikombinasikan dengan faktor yang lain seperti sudut gamma (γo).

5.1.3 Analisis Pengaruh Sudut Gamma (γ0)

Berdasarkan hasil perhitungan uji ANOVA, sudut gamma (γo) sebagai

faktor B berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat.

Secara teoritis pengaruh tersebut dapat dianalisis, sudut gamma (γo) berpengaruh

terhadap proses pembentukan geram dari hasil pemotongan. Sudut gamma (γo)

yang besar akan menurunkan rasio pemampatan tebal geram sehingga

memperkecil gaya potong. Gaya potong yang relatif kecil maka temperatur

pemotongan menjadi lebih kecil karena rasio pemampatan geram juga menjadi

lebih kecil (Rochim,1993). Akan tetapi pemilihan sudut gamma (γo) tidak boleh

terlalu besar untuk menjaga kekuatan atau ketegaran pahat serta memperlancar

proses perambatan panas. Perambatan panas yang terhambat akan menaikkan

temperatur pahat sehingga umur pahat akan turun (Rochim,1993). Pemilihan

sudut kappa (κr) yang tidak terlalu besar akan menyisakan bidang pahat yang

lebih besar sehingga ketegaran dan perambatan panas yang tidak terhambat dapat

dimaksimalkan.

Berdasarkan penelitian dipilih sudut gamma (γo) 18° yang merupakan

urutan pemilahan sudut ke-dua jika diurutkan dari pemilihan terkecil. Pemilihan

sudut gamma (γo) yang kecil ini akan menaikkan rasio pemampatan tebal geram

sehingga menaikkan gaya potong dan secara otomatis menaikkan temperatur

pemotongan. Kondisi hasil penelitian bertolak belakang dengan hasil teoritis yang

ada yaitu dengan pemilihan sudut gamma (γo) yang kecil justru dihasilkan

tempertur potong yang kecil. Hal ini kemungkinan dipengaruhi karena material

yang dikerjakan adalah aluminium yang memang memiliki kekerasan yang relatif

kecil sehingga gaya potong yang dibebenkan tidak terlalu besar. Pengaruh lain

Page 105: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

V-4

yang perlu diperhatikan adalah pemilihan sudut tersebut cukup memenuhi krietria

sudut gamma (γo) yang tidak terlalu besar untuk menjaga kekuatan pahat serta

memperlancar proses perambatan panas. Bidang pahat yang tersisa cukup besar

sehingga pahat menjadi lebih kuat dan tegar serta bidang perambatan panas yang

cukup besar akan memperlancar perambatan panas. Lancarnya proses perambatan

panas maka temperatur pemotongan juga menjadi rendah sehingga umur pahat

menjadi lebih optimum. Pangaruh kekuatan dan luasan bidang perambatan panas

terhadap kenaikan temperatur pemotongan lebih dominan dibandingkan dengan

rasio pemampatan geram dan gaya potong yang dihasilkan pada pengerjaan

aluminium paduan rendah dengan menggunakan pahat HSS.

5.1.4 Analisis Interaksi antara Sudut kappa (κr) dengan Sudut Gamma (γ0)

Berdasarkan hasil perhitungan uji ANOVA, interaksi antara faktor sudut

kappa (κr) dan faktor sudut gamma (γo) berpengaruh signifikan terhadap kenaikan

temperatur mata potong pahat. Kombinasi anatara kedua sudut tersebut

memberikan pengaruh terhadap temperatur pemotongan sehingga dapat dikatakan

mempengaruhi umur pahat. Hasil pengumpulan data penelitian diperoleh

kombinasi sudut yang paling optimum yaitu, sudut kappa (κr) 90° dan sudut

gamma (γo) 18°. Pemilihan kombinasi sudut tersebut didasarkan pada hasil

pengambilan data kenaikan temperatur mata potong pahat yang paling kecil yaitu

4°C. Kombinasi sudut yang menghasilkan kenaikan temperatur yang tidak terlalu

jauh berbeda antara lain, sudut kappa (κr) 90° dan sudut gamma (γo) 22°, sudut

kappa (κr) 45° dan gamma (γo) 18°, kedua kombinasi sudut tersebut

menghasilkan kenaikan temperatur 5°C. Hasil terburuk yang manghasilkan

kenaikan temperatur tertinggi adalah kombinasi sudut kappa (κr) 45° dan sudut

gamma (γo) 22° yaitu menghasilkan kenaikan temperatur 23°C.

Berdasarkan uji SNK, kombinasi sudut terbaik sudut kappa (κr) 90° dan

sudut gamma (γo) 18° (a1b4) jika dibandingkan dengan sebagian besar kombinasi

sudut yang lain ada perbedaan yang signifikan. Namun ada satu kombinasi sudut

yang tidak berbeda signifikan dengan kombiasi sudut kappa (κr) 90° dan sudut

gamma (γo) 18°, yaitu kombinasi sudut kappa (κr) 45° dan sudut gamma (γo) 30°

(a3b1). Uji pembanding khusus untuk pilihan sudut kappa (κr) 90° dan sudut

gamma (γo) 18° dengan sudut lain dapat dilihat dari tabel 5.1.

Page 106: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

V-5

Tabel 5.1 Pengujian SNK

Selisih Rata-rata LSR Hasila1b5 a1b4 14,667 3,594 ada perbedaan signifikana3b3 a1b4 14,333 3,551 ada perbedaan signifikana2b5 a1b4 12,667 3,507 ada perbedaan signifikana3b5 a1b4 10,833 3,457 ada perbedaan signifikana2b3 a1b4 8,833 3,401 ada perbedaan signifikana2b2 a1b4 6,833 3,343 ada perbedaan signifikana2b1 a1b4 6,167 3,273 ada perbedaan signifikana1b1 a1b4 6,000 3,193 ada perbedaan signifikana1b2 a1b4 4,833 3,101 ada perbedaan signifikana3b2 a1b4 4,500 2,995 ada perbedaan signifikana3b4 a1b4 4,167 2,864 ada perbedaan signifikana2b4 a1b4 3,333 2,693 ada perbedaan signifikana1b3 a1b4 2,833 2,471 ada perbedaan signifikana3b1 a1b4 2,333 2,471 tidak ada perbedaan signifikan

Interaksi

Berdasarkan tabel 5.1, kombinasi sudut kappa (κr) kecil dan sudut gamma (γo)

yang besar tidak memiliki perbedaan yang signifikan dengan pemilihan kombinasi

sudut terbaik dimana dipilih kombinasi sudut kappa (κr) besar dan sudut gamma

(γo) yang kecil. Terdapat dua kombinasi sudut yang berbeda tetepi memberikan

pengaruh positif yang sama terhadap kenaikan temperatur bidang aktif pahat. Hal

ini karena pengaruh positif setiap pemilihan geometri sudut dapat diterapkan pada

pengerjaan aluminium paduan rendah. Ketika dipilih sudut kappa (κr) kecil maka

dipilih sudut gamma (γo) besar. Pemilihan sudut kappa (κr) kecil menurunkan

tebal geram sebelum terpotong sehingga menurunkan temperatur pemotongan.

Pemilihan sudut gamma (γo) besar yang mengakibatkan turunnya rasio

pemampatan tebal geram dan menurunkan gaya potong sehingga kenaikan

temperatur lebih rendah. Ketika dipilih sudut kappa (κr) besar maka dipilih sudut

gamma (γo) kecil. Pemilihan sudut kappa (κr) besar maka gaya radial yang

dihasilkan pada proses pemotongan menjadi lebih kecil dan akibatnya beban

pemotongan dan gesekan menjadi lebih kecil. Pemilihan sudut gamma (γo) kecil

untuk menjaga kekuatan pahat serta memperlancar proses perambatan panas.

Pengaruh positif dari masing-masing pemilihan geometri memberikan peran

ketika sudah dikombinasikan antar sudut.

Kombinasi sudut terbaik yaitu sudut kappa (κr) 90° dan sudut gamma (γo)

18° telah memenuhi kriteria geometri Sudut pahat HSS dari segi kekuatan dan

ketegaran pahat serta dari getaran untuk pengerjaan material benda kerja

Page 107: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

V-6

Aluminium paduan rendah. Kombinasi geometri tersebut merupakan kombinasi

yang paling baik dibandingkan dengan kombinasi-kombinasi geometri sudut yang

lain dalam penelitian ini.

5.2 INTERPRETASI HASIL

Hasil pengambilan data merupakan hasil pengukuran kenaikan temperatur

mata potong aktif pahat ketika digunakan untuk pemotongan material uji

aluminium paduan rendah. Kenaikan temperatur tersebut berbanding lurus dengan

dimensi keausan mata potong aktif pahat HSS. Kombinasi geometri sudut pahat

yang menghasilkan kenaikan temperatur paling rendah memberikan dimensi

keausan mata potong aktif pahat yang rendah pula. Dimensi keausan mata potong

aktif pahat yang rendah akan memberikan umur pakai pahat yang tinggi.

Hasil pengolahan data penelitian memberikan hasil bahwa faktor sudut

kappa (κr), faktor sudut gamma (γo), dan interksi antar kedua faktor tersebut

berpengaruh signifikan terhadap kenaikan temperatur mata potong pahat. Sudut

kappa (κr) yang terpilih adalah level sudut yang paling besar yaitu 90°, dimana

secara teori dapat dijelaskan pemilihan sudut kappa (κr) yang besar untuk

memperkecil gaya radial pemotongan dan memperkecil panjang mata potong aktif

pahat. Gesekan bidang kontak pahat dengan material benda kerja dapat diperkecil

sehingga kenaikan temperatur potong dapat direduksi. Sudut gamma (γo) yang

terpilih dalah level faktor sudut gamma (γo) 18°, secara teknis cukup memenuhi

krietria sudut gamma (γo) yang tidak terlalu besar untuk menjaga kekuatan pahat

serta memperlancar proses perambatan panas. Lancarnya proses perambatan panas

maka temperatur pemotongan juga menjadi rendah sehingga umur pahat menjadi

lebih optimum.

Selain faktor sudut kappa (κr) dan faktor sudut gamma (γo), masih ada

diameter material pengujian yang digunakan sebagai blok. Secara teknis diameter

pengujian berpengaruh terhadap kecepatan potong sehingga kemungkinan

meberikan pengaruh terhadap umur pakai pahat. Namun dalam penelitian ini

peneliti tidak menganalisis pengaruh diameter material pengujian meskipun

kemungkinan juga memberikan pengaruh. Penggunaan diameter material

pengujian sebagai blok hanya bertujuan agar data yang diambil menjadi lebih

banyak sehingga diharapkan data yang diperoleh menjadi lebih akurat.

Page 108: PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL …eprints.uns.ac.id/10042/1/186041611201108471.pdf · temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur

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

commit to user

VI-1

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dan saran mengenai hasil

eksperimen untuk memperoleh geometri sudut pahat HSS yang paling optimum.

6.1 KESIMPULAN

Dengan mengacu pada tujuan penelitian, maka kesimpulan yang diperoleh

sebagai berikut:

1. Geometri sudut pahat yang berpengaruh terhadap umur pakai pahat adalah

sudut kappa (κr) dan sudut gamma (γo).

2. Hasil geometri sudut kappa terbaik, terpilih sudut kappa besar. Sudut Kappa

besar mengakibatkan naiknya tebal geram dan turunnya gaya radial yang

mengurangi gesekan. Sehingga pengaruh gaya radial terhadap kenaikan

temperatur pemotongan lebih besar dibandingkan tebal geram yang

dihasilkan.

3. Hasil geometri sudut gamma terbaik, terpilih sudut gamma kecil. Sudut

gamma kecil mengakibatkan naiknya rasio pemampatan geram sehingga gaya

potong naik dan luasan bidang perambatan panas menjadi besar yang

berakibat turunnya temperatur pemotongan. Sehingga pengaruh proses

perambatan panas lebih besar dibanding pemampatan geram.

4. Ada dua kombinasi geometri sudut pahat berbeda yang memberikan hasil

terbaik berdasakan hasil pengambilan data yaitu sudut kappa 90° dengan

sudut gamma 18° dan sudut kappa 45° dengan sudut gamma 30°. karena

pengaruh positif dari masing-masing pemilihan geometri memberikan

perannya ketika sudah dikombinasikan antar sudut.

6.2 SARAN

Saran untuk pengembangan penelitian, sebagai berikut:

1. Dilakukan pengembangan penelitian lebih lanjut tentang desain fixture untuk

pengasahan pahat sehingga mempermudah proses pengasahan.

2. Perancangan desain fixture mengacu pada geometri sudut pahat terbaik yang

ditemukan pada penelitian ini.