PENGARUH PUTARAN SPINDLE TERHADAP HASIL ...eprints.ums.ac.id/74297/14/NASKASH PUBLIKASI...
Transcript of PENGARUH PUTARAN SPINDLE TERHADAP HASIL ...eprints.ums.ac.id/74297/14/NASKASH PUBLIKASI...
i
PENGARUH PUTARAN SPINDLE TERHADAP HASIL
PEMESINAN RETROFIT CNC BUBUT BV 20L DENGAN
VARIASI 600RPM, 700RPM, 800RPM
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata I
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Oleh :
HUSNI ARAFAT
D200 11 0064
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
1
PENGARUH KECEPATAN SPINDLE TERHADAP HASIL PEMESINAN
RETROFIT CNC BUBUT BV 20L DENGAN VARIASI 600RPM, 700RPM, 800RPM
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi putaran spindle pada pembuatan
paddock stand pin hasil pemesinan retrofit CNC bubut BV20L pada material aluminium,
terhadap kekasaran permukaan yang di hasilkan pada satuan (Ra) mana yang hasilnya baik,
dan pengaruh variasi putaran spindle terhadap waktu proses pemesinan. Penelitian ini
menggunakan bahan aluminium dan menggunakan mesin retrofit CNC bubut BV20L dengan
control mach3 proses pemesinan dilakukan dengan variasi putaran spindle, dan pengujian
kekasaran permukaan menggunakan alat uji kekasaran (Roughnes tester tipe TR200 dengan
standar ISO). Hasil penelitian menunjukkan variasi putaran spindle menghasilkan tingkat
kekasaran yang berbeda pada hasil pemesinan retrofit CNC bubut BV20L, tingkatkekasaran
permukaan dengan material aluminium akan menghasilkan tingkat kekasaran rata-rata N7.
Dari hasil pengujian dapat di ketahui nilai kekasaran rata-rata (Ra) terbaik dari putaran spindle,
di dapatkan pada spesimen B dengan menggunakan kecepatan putar spindle 700 rpm dengan
nilai kekasaran rata-rata 1,242 µm. Berdasarkan hasil pengukuran polusi suara (dB) saat proses
pemesinan retrofit CNC bubut BV20L kebisingan paling rendah didapat pada spesimen B
dengan putaran spindle 700 rpm dengan tingkat kebisingan 70 dB.
Kata Kunci : Aluminium, CNC bubut BV20L, Kekasaran.
Abstract
This study aims to determine the effect of rotation variations spindle on the manufacture of pin
stand paddock machine retrofit CNC BV 20L lathe on aluminum material, against surface
roughness produced in units (Ra) which results are good, and the effect of rotation variations
spindle on the machining process time. This study uses aluminum and uses a retrofit CNC
BV20L lathe with mach3 control machining process performed with spindle rotation
variations, and surface roughness testing using a roughness test equipment (TR200 type
Roughnes tester with ISO standard). The results showed that spindle rotation variations
produced different roughness levels on the machining of BV20L CNC retrofit lathe, the level
of surface roughness with aluminum material will produce an average N7 roughness level.
From the test results it can be seen that the best average roughness (Ra) of the spindle rotation,
obtained in specimen B by using a 700 rpm spindle rotational speed with an average roughness
value of 1.242 µm. Based on the results of the measurement of noise pollution (dB) when the
retrofit machining process, the lowest noise BV20L lathe was obtained in specimen B with a
700 rpm spindle with a noise level of 70 dB.
Keywords: Aluminum, CNC BV20L lathe, Roughness.
1. PENDAHULUAN
Sejalan dengan permintaan yang semakin meningkat di industry manufaktur pada
modifkasi otomotif saat ini,kecepatan produk yang tinggi (High speed manufacturing)
untuk menghasilkan produk yang berkualitas (High quality product) efisiensi yang
sedikit (lowcast production) menjadi hal pokok yang perlu diperhatikan untuk membuat
2
suatu produk yang berkualitas maka membutuhkan mesin pendukung yang handal salah
satu mesin pendukung tersebut adalah mesin CNC
Dalam proses pemesinan secara CNC (Computer Numerical Control), output yang
diharapkan adalah mampu melakukan proses pemesinan secara cepat dan skala yang
besar dan spesifikasi geometri yang diharapkan. Namun pada hasil proses pemesinan
sering terjadi kekasaran pada permukaan benda yang dikerjakan sangatlah berbeda.
Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan oleh kondisi
pemotongan dari proses pemesinan. Oleh karena itu, untuk memperoleh produk bermutu
berupa tingkat kepresisian yang tinggi serta kekasaran permukaan yang baik, perlu
didukung oleh proses pemesinan yang tepat.
Kalpakjian&schmid (2001) mengatakan bahwa karakteristik kekasaran permukaan
dipengaruhi oleh beberapa parameter kekasaran permukaan kedalaman pemakanan
(depth of cut), laju pemakanan (feed rate), kecepatanpotong (cutting speed), sudut
potong pahat, kecepatan makan (feeding), bahwa material benda kerjanya.
Kerja di putar pada spindle dan pahat dihantarkan kebenda kerja Karena
mempunyai kelebihan dari mesin manual atau konvensional alat yang di gunakan adalah
Mesin Retrofit Bubut BV20L. merupakan mesin perkakas yang digunakan untuk
pembentukan material dengan membuang sebagian material dalam bentuk geram
akibatnya ada gerak relative pahat terhadap benda kerja, dimana benda secara translasi.
Penulis beranggapan tentang kualitas produk yang dihasilkan, dengan kedalaman
pemakanan (depth of cut) yang berbeda dan Kecepatan pemakanan(Feeding), kecepatan
potong (cutting speed), laju pemakanan (feed rate), kecepatan putar spindle (ratio per
minute) yang sama dengan tipe pahat yang sama pada pengujian bahan alumunium nilai
tingkat kekasaran yang dihasilkan dari Mesin CNC bubut maka berbeda nilai kekasaran
yang di hasilkan.
1.1. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
a. Untuk mengetahui nilai kekasaran yang di pengaruhi variasi kecepatan putar spindle
terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja, dan untuk mengetahui kekasaran
total hasil pemesinan Mesin CNC bubut BV 20L melalui uji kekasaran permukaan (
Surface roughness tester ).
3
b. Untuk mengetahui tingkat kebisingan dari variasi kecepatan spindle pada saat proses
pembubutan dengan Mesin Retrofit CNC bubut BV20L melalui uji kebisingan
(Digital Sound Meter).
1.2. Manfaat penelitian
Manfaat daripenelitian ini baik untuk penulis, masyarakat luas dan dunia pendidikan
antara lain yaitu :
a. Ikut berkonstribusi dalam bidang ilmu pengetahuan tentang manufaktur dengan
mempelajari cara kerja mesin CNC bubut dengan control software Mach3.
b. Adapun dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi teman-
teman mahasiswa dan masyarakat padaumumnya dalam pembuatan komponen
mesin CNC bubut dan pengujian kekasaran dengan menggunakan spesimen
aluminium.
c. Supaya dapat memberikan solusi kepada para pengusaha mikrokecil, menengah
(UMKM), yang sampai saat ini masih menemui kendala dalam proses produksinya.
Dengan menggunakan mesin CNC bubut dapat meningkatkan produksinya dan
kualitasnya sehingga dapat memenuhi permintaan pasar.
4
2. METODE
800 rpm 600 rpm 700 rpm
Pengambilan data
Analisa dan pembahasan
Selesai
Pengujian
Studi Lapangan Dan Tinjauan Pustaka
Persiapan Alat dan Bahan
Desain spesimen
Proses pengerjaan dengan mesin bubut CNC
Mulai
Uji kekasaran 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm
Uji kebisingan 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm
5
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Pemesinan
Tabel 1. Proses pemesinan RETROFIT CNC BUBUT BV20L
Kecepatan
Spindel
(Rpm)
Finish
Depth of
cut
Finish Feed
Rate
Roughing
Feed Rate
600 0,3 10 40
Gambar 1. Hasil pemesinan 600 rpm
Tabel 2. Proses pemesinan RETROFIT CNC BUBUT BV20L
Kecepatan
Spindel
(Rpm)
Finish
Depth of
cut
Finish
Feed Rate
Roughing
Feed Rate
700 0,3 10 40
6
Gambar 2. Hasil pemesinan 700 rpm
Tabel 3. Proses pemesinan RETROFIT CNC BUBUT BV 20L
Kecepatan
Spindel
(Rpm)
Finish
Depth of
cut
Finish
Feed Rate
Roughing
Feed Rate
800
0,3 10 40
Gambar 3. Hasil pemesinan 800 rpm
7
Tabel 4. Polusi Suara pada saat Proses Pemesinan
Spesimen Roughing
Feedrate
Finish
Feedrat
e
Roughing
Cut
Depth
Finis
h Cut
Dept
h
Kecepata
n Spindel
(Rpm)
PolusiSuara
(dB)
A1
40 10 0,3 0,3
600 72
A2 600 74
A3 600 73
Rata-rata 73
B1
40 10 0,3 0,3
700 71
B2 700 71
B3 700 72
Rata-rata 71
C1
40 10 0,3 0,3
800 73
C2 800 72
C3 800 74
Rata-rata 73
Berdasarkan hasil pengukuran polusi suara rata-rata pada proses pembuatan
menggunakan mesin CNCRETROFIT CNC BUBUT BV 20L menggunakan putaran
Spidle yang berbeda didapatkan hasil putaran Spindle 600 (73 dB), putaran spindle 700
(71 dB), dan putaran Spindle 800 (73 dB).
Gambar 4 menunjukkan bahwa polusi suara terendah didapatkan pada Kecepatan
Spindle (rpm) 700 dengan 70 dB.
8
Gambar 4. Grafik pengaruh kecepetan putar Spindle terhadap polusi suara saat proses
pemesinan
3.2 Pengujian Kekasaran
Gambar 5. Gambar Titik Pengukuran
05
101520253035404550556065707580
600 rpm 700 rpm 800 rpm
De
cib
el(d
B)
Kecepatan Spindle
71 7373
9
Spesimen Titik
Pengukuran
Finish
Cut
Depth
Kecepatan
Spindel
(Rpm)
(Ra) µm
A1
-A
0,3 600
1,297
0 1,468
A 1,343
Rata-rata 1,369
A2
-A
0,3 600
1,320
0 1,143
A 1,578
Rata-rata 1,347
A3
-A
0,3 600
1,409
0 1,374
A 1,685
Rata-rata 1,489
Rata-rata (Ra) 1,401
Pada proses pemakanan menggunakan putaran spindle 600 rpm menghasilkan
kekasaran pada spesimen A1 sebesar 1,369 µm, A2 sebesar 1,347 µm, dan A3
sebesar 1,489 µm. Sedangkan rata-rata kekasaran (Ra) didapatkan hasil sebesar
1,401 µm. Pengaruh proses pemakanan terhadap kekasaran permukaan
menggunakan putaran spindle 600 rpm dapat dilihat pada gambar 4.6.
3.3 Data hasil pengujian kekasaran
Tabel 5. Hasil pengukuran kekasaran pada kecepatan spindle 600 rpm
Gambar 6. Grafik kekasaran permukaan hasil pemesinan menggunakan Putaran Spindle 600
rpm, pada masing-masing spesimen.
Tabel 6. Hasil pengukuran kekasaran pada Putaran Spindle 700 rpm
Spesimen
Titik
Pengukuran
Finish
Cut
Depth
Kecepatan
Spindel
(Rpm)
(Ra) µm
B1
-A
0,3 700
1,176
0 1,250
A 1,169
Rata-rata 1,198
B2
-A
0,3 700
1,258
0 1,338
A 1,438
Rata-rata 1,344
B3
-A
0,3 700
0,926
0 1,321
A 1,305
Rata-rata 1,184
Rata-rata (Ra) 1,242
Pada proses pemakanan menggunakan Putaran Spindle 700 rpm menghasilkan
kekasaran rata-rata pada spesimen B1 sebesar 1,198 µm, B2 sebesar 1,344 µm,
1,3691,347
1,489
1,250
1,300
1,350
1,400
1,450
1,500
A1 A2 A3
Ra
(µm
)
Spesimen
10
11
dan B3 sebesar 1,184 µm. Sedangkan rata-rata kekasaran (Ra) didapatkan hasil
sebesar 1,242 µm. Pengaruh proses pemakanan terhadap kekasaran permukaan
menggunakan Kecepatan Spindle 700 rpm dapat dilihat pada gambar 4.7.
Gambar 7. Grafik kekasaran permukaan hasil pemesinan menggunakan Putaran Spindle 700
rpm, pada masing-masing specimen
Tabel 7. Hasil pengukuran kekasaran pada putaran Spindle 800 rpm
Spesimen Titik
Pengukuran
Finish
Cut
Depth
Kecepatan
Spindel
(Rpm)
(Ra) µm
C1
-A
0,3 800
1,104
0 1,500
A 1,273
Rata-rata 1,292
C2
-A
0,3 800
1,363
0 1,644
A 1,669
Rata-rata 1,558
C3 -A
0,3 800 1,311
0 1,424
1,198
1,344
1,184
1,100
1,150
1,200
1,250
1,300
1,350
1,400
B1 B2 B3
Ra
(µm
)
Spesimen
12
A 1,130
Rata-rata 1,288
Rata-rata (Ra) 1,379
Pada proses pemakanan menggunakan kecepatan putar spindle 800 rpm
menghasilkan kekasaran pada spesimen C1 sebesar 1,292 µm, C2 sebesar 1,558
µm, dan C3 sebesar 1,288µm. Sedangkan rata-rata kekasaran (Ra) didapatkan
hasil sebesar 1,379 µm. Pengaruh proses pemakanan terhadap kekasaran
permukaan menggunakan kecepatan putar spindle 800 rpm dapat dilihat pada
gambar 4.8
Gambar 8. Grafik kekasaran permukaan hasil pemesinan menggunakan kecepatan putar
spindle 800 rpm , pada masing-masing spesimen
1,292
1,558
1,288
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
1,600
1,800
C1 C2 C3
Ra
(µm
)
Spesimen
13
3.4 Pengaruh Putaran Spindle Terhadap Hasil Pemesinan Retrofit Cnc Bubut Bv
20l Dengan Variasi 600rpm, 700rpm, 800rpm
Pengujian kekasaran ini bertujuan untuk mengetahui nilai kekasaran permukaan
spesimen alminium pada proses bubut. Prinsip kerja dari alat uji kekasaran ini adalah
sensor /peraba (stylus) alat ukur harus digerakkan mengikuti lintasanya yang berupa
garis lurus dengan jarak yang telah ditentukan terlebih dahulu. Panjang lintasan ini
disebut dengan panjang pengukuran (traversing length). Instrumen roughness meter
ini menggunakan empat standar yaitu ISO, DIN, ANSI, dan JIS. Sesaat setelah jarum
bergerak pada proses pengukuran dan sesaat sebelum jarum berhenti secara elektronik
alat ukur melakukan perhitungan berdasarkan data yang dideteksi oleh jarum
peraba.Bagian panjang pengukuran yang dibaca oleh sensor alat ukur kekasaran
permukaan disebut panjang spesimen.
Variasi kecepatan putar Spindle memiliki pengaruh terhadap tingkat kekasaran
permukaan. Ketika putaran Spindle (rpm) diperbesar maka akan mendapatkan tingkat
kekasaran yang berbeda.Ketika menggunakan variasi putaran Spindle 600 rpm dalam
proses pemesinaan CNC Bubut Retrovit BV 20L akan menghasilkan angka kekasaran
yang tinggi. Akan tetapi jika kita menggunakan variasi putaran Spindle 700 rpm
dalam proses pemesinan CNC Bubut Retrovit BV 20Lmaka akan menghasilkan angka
kekasaran yang rendah.
Berdasarkan pengujian kekasaran permukaan rata-rata pada benda kerja hasil
pemesinan Mesin CNC Bubut Retrovit BV 20 menggunakan putaran Spindle yang
berbeda melalui uji kekasaran permukaan (Surface roughness tester) didapatkan hasil
putaran Spindle 600 rpm sebesar 1,401 µm, putaran Spindle 700 rpm sebesar 1,242
µm, dan putaran Spindle 800 rpm sebesar 1,379 µm. Gambar 4.9 menunjukkan bahwa
nilai kekasaran permukaan terbaik didapatkan pada putaranSpindle700 rpm dengan
nilai kekasaran rata-rata sebesar 1,242 µm.
14
Gambar 9. Grafik pengaruh kecepatan putar Spindle (rpm) terhadap kekasaran rata-
rata permukaan menggunakan kecepatan putar Spindle 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm.
4. PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisa pengujian serta pembahasan data yang diperoleh, dapat
disimpulkan :
a. Dari hasil pengujian dapat diketahui nilai kekasaran rata-rata terendah dari variasi
kecepatan spindle, didapatkan pada B dengan menggunakan kecepatan putar Spindle
700rpm dengan nilai kekasaran rata-rata 1,242 µm, dan untuk kekasaran rata-rata
tertinggi pada penelitian ini, didapatkan nilai kekasaran 1,401µm menggunakan
kecepatan putar Spindle 600 rpm.
b. Dari hasil pengujian dapat diketahui nilai polusi suara terendah dari variasi kecepatan
spindle, didapatkan dengan menggunakan kecepatan putar Spindle 700 rpm dengan
nilai polusi suara 71 dB, dan untuk polusi suara tertinggi pada penelitian ini,
didapatkan nilai polusi suara 73 dB menggunakan kecepatan putar Spindle 600 rpm
dan 800 rpm.
4.2. Saran
Dari keseluruhan proses penelitian ini penulis mempunyai saran yang perlu diperhatikan,
diantaranya :
1,401
1,242
1,379
1,150
1,200
1,250
1,300
1,350
1,400
1,450
600 rpm 700 rpm 800 rpm
Ra
(µm
)
Putaran Spindle
15
a. Pada proses penelitian ini penggunaan material, sebaiknya di perhatikan
ukurannya sehingga dapat menghemat biaya.
b. Pada proses penelitian ini ketajaman pahat perlu diperhatikan karena sangat
berpengaruh terhadap kekasaran hasil proses pemesinan.
c. Sebelum melakukan proses penelitian sebaiknya mesin yang akan digunankan
dikalibrasi terlebih dahulu agar hasil yang dihasilkan mendekati sempurna.
DAFTAR PUSTAKA
Marsyahyo, Eko. 2003, “Mesin Perkakas Pemotongan Logam”. Malang: Toga Mas.
Rochim, Taufiq. 1993.“Teori & Teknologi Proses Pemesinan”. Jakarta: Higher Education
Development Support Project.
Setiawan, Muhammad Riski. 2016.”Optimasi Pembuatan Mobil Kayu Dengan Mesin Cnc
Router 3 axis Pada Industri Batik Kayu”. Surakarta: Fakultas TeknikUniversitas
Muhammadiyah Surakarta.
Sutrisna, K. Nugraha, P.N. Dantes, R. 2017.”Pengaruh Variasi Kedalam Potong Dan
Kecepatan Putar Mesin Bubut Terhadap Kekasaran Permukaan Benda Kerja Hasil
Pembubutan Rata Pada Bahan Baja ST 37”. Jurnal Jurusan Pendidikan Teknik
Mesin (JJPTM) Vol: 8 No.2.
Wijanarka, BS. 2012.”Pengembangan Modul Dan Pembelajaran Kompetensi Kejuruan
Teknik Pemesinan CNC SMK”. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta