pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan bahan pahat ...

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

commit to user

i

PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN

PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA

MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT

Skripsi

Oleh:

AJI WIBOWO

NIM: K2502021

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

ii

PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN

PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA

MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT

Oleh:

AJI WIBOWO

NIM: K2502021

Skripsi

Ditulis untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Mendapatkan

Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

iii

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan

tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis dalam naskah dan

disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta,

Penulis

Aji wibowo

NIM : K 2502021


commit to user

iv

ABSTRAK

Aji wibowo. PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN

BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45

PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT. Skripsi. Surakarta:

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Januari:

2010.

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar

spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan

program Absolut, (2) Mengetahui pengaruh variasi bahan pahat terhadap kehalusan

permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (3)

Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap

kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (4)

Mengetahui tingkat kehalusan maksimal yang dihasilkan pada interaksi variasi kecepatan

putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada

mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium SMK N 2 Surakarta dan Laboratorium

Teknik DIII UGM Jogyakarta. Populasi berupa Baja EMS 45. Sampel penelitian adalah

Baja EMS 45 dengan Diameter 25,4mm dan Panjang 80mm sebanyak 12 Spesimen.

Teknik sampling menggunakan teknik Purpossive Sampling. Desain eksperimennya

adalah desain faktorial AxB di mana A variasi Kecepatan Putar Spindel yaitu 3200rpm,

1400rpm dan 50rpm sedangkan B variasi pendinginan Bahan Pahat yaitu Pahat Jenis

Karbida dan Pahat Jenis HSS maka terdapat 8 perlakuan di mana setiap perlakuan

dilakukan replikasi sebanyak 4 kali sehingga didapat 32 data. Data diperoleh dengan cara

pengukuran daya motor digunakan dinamometer. Analisis data menggunakan analisis

variansi dua jalan, setelah sebelumnya dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas (uji

Liliefors) dan uji homogenitas (uji Bartlett). Kemudian dilakukan uji komparasi ganda

(uji Scheffe). Selanjutnya dilakukan perhitungan rerata sel.

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Ada pengaruh negatif antara

variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin

CNC-TU2A dengan program Absolut. Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data

yang menyatakan bahwa Fobs = 30,07 lebih besar daripada Ftabel = 6,93 pada taraf

signifikasi 1%.. (2) Ada pengaruh yang signifikan antara variasi bahan pahat terhadap

kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.


commit to user

v

Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs = 13,06

lebih besar daripada Ftabel = 9,33 pada taraf signifikasi 1%. (3) Ada pengaruh negatif

antara interaksi variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap

kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.

Hal tersebut ditunjukkan pada hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs =

7,22lebih besar daripada Ftabel = 6,93 pada taraf signifikasi 1%.


commit to user

vi

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada:

Hari :

Tanggal :

Persetujuan Pembimbing

Pembimbing I

Drs. Suhardi, MT

NIP. 194606041975011001

Pembimbing II

Suharno, ST, MT

NIP. 197106032006041001


commit to user

vii

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Pendidikan

Teknik dan Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan

diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Pada hari : ............................

Tanggal : ............................

Tim Penguji Skripsi :

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Drs.Subagsono, MT. .........................

Sekretaris : Drs.Ranto, MT. .........................

Anggota I : Drs.Suhardi HW, MT. .........................

Anggota II : Suharno, ST.MT. .........................

Disahkan oleh :

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dekan

Prof. DR. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd

NIP. 196007027 198702 1 001


commit to user

viii

MOTTO


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Dengan mengucapkan puji syukur kepada Allah

SWT

Kupersembahkan untuk :

1. Ayahanda dan Ibunda tercinta

2. Kakak dan Adikku tersayang

3. Danindra waskito, Subur mulyanto, Jamil nur

Saudaraku seperjuangan

4. Saudara-saudara Mahasiswa PTM ’02 dan

5. Almamaterku


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Alhamdulillaahirobbil’aalamiin, segala puji hanyalah kepunyaan Allah

Subhanahu wa Ta’ala yang dengan rahmat dan karunia-Nya semata penulis dapat

menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian

persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan

Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan.

Skripsi ini dapat diselesaikan atas bantuan dari berbagai pihak. Dengan

kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dekan FKIP UNS yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah memberikan

persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

3. Ketua Program Pendidikan Teknik Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

4. Drs. Suhardi, MT. selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran

memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.

5. Suharno, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh semangat memberikan

pengarahan dan bimbingan kepada penulis.

6. Pimpinan dan segenap karyawan SMK N 2 Surakarta dan UGM Yogyakarta.

7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.

Semoga segala amal kebaikan yang telah dilakukan mendapat imbalan yang

lebih baik dan barokah. Kritik, saran, dan masukan sangat penulis harapkan. Semoga

bermanfaat.

Surakarta,

Penulis


commit to user

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................ i

HALAMAN PENGAJUAN.................................................................. ii

SURAT PERNYATAAN ..................................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................ iv

PERSETUJUAN ................................................................................... vi

PENGESAHAN .................................................................................... vii

MOTTO ................................................................................................ viii

PERSEMBAHAN ................................................................................. ix

KATA PENGANTAR .......................................................................... x

DAFTAR ISI ......................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................ xiv

DAFTAR TABEL ................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN

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

B. IdentifikasiMasalah ......................................................................... 4

C. Pembatasan Masalah ....................................................................... 4

D. Perumusan Masalah ........................................................................ 5

E. Tujuan Penelitian ............................................................................ 5

F. ManfaatPenelitian ........................................................................... 5

1. Manfaat Praktis ......................................................................... 5

2. Manfaat Teoritis ........................................................................ 5

BAB II LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka .............................................................................. 6

1. Mesin CNC ................................................................................. 6

2. Prinsip kerja mesin CNC ............................................................ 8

3. Bagian Utama Mesin CNC ......................................................... 8

4. Kecepatan Putaran Spindel ......................................................... 13

5. Bahan Mata Pahat ....................................................................... 14


commit to user

xii

6. Baja EMS 45 ............................................................................... 14

7. Pengukuran Kehalusan................................................................ 18

B. Penelitian yang Relevan ................................................................... 21

C. Kerangka Berfikir ............................................................................. 23

D. Hipotesis........................................................................................... 24

BAB III

A. Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 25

1. Tempat Penelitian ...................................................................... 25

2. Waktu Penelitian ........................................................................ 25

B. Metode Penelitian ............................................................................. 25

C. Populasi dan Sampel ........................................................................ 26

1. Populasi Penelitian ..................................................................... 26

2. Sampel Penelitian ....................................................................... 26

D. Teknik Pengambilan Sampel ........................................................... 26

1. Identifikasi Variabel ................................................................... 26

2. Instrumen Penelitian .................................................................. 28

3. Tahap Penelitian ......................................................................... 29

4. Desain Eksperimen .................................................................... 30

E. Teknik Analisis Data ........................................................................ 26

1. Uji Persyaratan Analisis Data .................................................... 32

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

BAB IV. HASIL PENELITIAN

A. Deskripsi Data .................................................................................. 39

B. Uji Persyaratan Analisis ................................................................... 41

1. Uji Normalitas ............................................................................ 41

2. Uji Homogenitas ........................................................................ 42

C. Pengujian Hipotesis ......................................................................... 43

1. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan ..................................... 43

2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan ....................... 45

D. Pembahasan Teknik Analisis Data .................................................. 46


commit to user

xiii

BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan Penelitian ................................................................... 49

B. Implikasi ..................................................................................... 50

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

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

LAMPIRAN


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Skema Proses Kerja Mesin ................................................. 2

Gambar 2. Mesin Perkakas .................................................................. 7

Gambar 3. Sistem CNC......................................................................... 7

Gambar 4. Sistem Persumbuan ............................................................ 8

Gambar 5. Motor Utama ...................................................................... 8

Gambar 6. Mesin Posisi Vertikal ......................................................... 9

Gambar 7. Mesin Posisi Horisontal ..................................................... 9

Gambar 8. Step Motor .......................................................................... 10

Gambar 9. Spindel Kerja ...................................................................... 11

Gambar 10. Alat Potong ...................................................................... 11

Gambar 11. Penjepit Benda Kerja ....................................................... 12

Gambar 12. Ukuran Benda Kerja ......................................................... 28

Gambar 13. Diagram Alir Tahapan Penelitian ..................................... 29

Gambar 14. Histogram Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel

dan Bahan Mata Pahat Terhadap kehalusan permukaan

baja EMS 45 pada Mesin CNC TU-2A .............................. 40

Gambar 15. Grafik Hubungan antara Kecepatan Putar Spindel dan

Bahan Mata Pahat terhadap Kehalusan Permukaan Baja

EMS 45 ............................................................................... 41


commit to user

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Definisi ukuran kehalusan (ukuran vertikal) .......................... 22

Tabel 2. Pardigma Penelitian ................................................................ 23

Tabel 3. Komposisi Kimia Baja EMS 45 ............................................. 28

Tabel 4. Desain eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecepatan

Putar Spindel dasn Bahan Pahat Terhadap Kehalusan

Permukaan Benda Kerja ........................................................ 31

Tabel 5. Harga-harga yang diperlukan untuk uji Bartlett .................... 33

Tabel 6. Daftar Anava .......................................................................... 36

Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 . 39

Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan

hasil pembubutan Baja EMS 45 ............................................ 40

Tabel 9. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Lilliefors ...................... 42

Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlett .................. 42

Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan ..... 43

Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris .................................... 45

Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom ................................. 45

Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Baris yang Sama .. 45

Tabel 15. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Kolom yang sama 46


commit to user

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Mentah Hasil Pengukuran Torsi Sepeda Motor Honda

Fit-X Tahun 2008 (dalam Satuan N.m) ....................................... 81

Lampiran 2. Hasil penghitungan daya motor menggunakan persamaan

daya poros dari data mentah Torsi (N.m) ..................................... 82

Lampiran 3. Data Hasil Konversi Torsi Sepeda Motor Honda Fit-X

Tahun 2008 dengan satuan N.m ke dalam satuan Lb.ft ................ 83

Lampiran 4. Penghitungan Daya Honda Fit – X tahun 2008

dalam Satuan hp Menggunakan Torsi dalam Satuan lb.ft ........... 84

Lampiran 5. Data Hasil Penghitungan Daya Sepeda Motor Honda Fit-X

Tahun 2008 dalam Satuan hp ....................................................... 85

Lampiran 6. Rangkuman Hasil Penghitungan Daya Sepeda Motor

Honda Fit-X tahun 2008 .............................................................. 86

Lampiran 7. Standar Deviasi untuk Uji Normalitas ........................................ 87

Lampiran 8. Uji Normalitas Baris A1 (Suhu Premium Standar) ..................... 89

Lampiran 9. Uji Normalitas Baris A2 (Suhu Premium 10 0 C) ........................ 90

Lampiran 10. Uji Normalitas Kolom B1 (Variasi Suhu Udara Masuk 280

C) ... 91


C) .. 92


C) ... 93


C) .... 94

Lampiran 14. Uji Homogenitas Antar Baris (Baris A1 dan A2) ......................... 95

Lampiran 15. Uji Homogenitas Antar Kolom (Kolom B1, B2, B3, dan B4) ........ 97

Lampiran 16. Uji Analisis Varian Dua Jalan ..................................................... 99

Lampiran 17. Uji Pasca Anava (metode Scheffe) .............................................. 102

Lampiran 18. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda

Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C

dan Suhu Udara Masuk 28C ....................................................... 109



commit to user

xvii

















dan Suhu Udara Masuk 5C ......................................................... 115



dan Suhu Udara Masuk 5C ......................................................... 116

Lampiran 26. Spesifikasi Teknis Honda Fit-X .................................................. 117

Lampiran 27. Surat-Surat Perijinan dan Keterangan ......................................... 119

Lampiran 28. Gambar Penampang Alat Pendingin Premium

Lampiran 29. Gambar Penampang Alat Pendingin Udara Masuk

Lampiran 30. Foto-Foto Dokumentasi


commit to user


commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang

sangat pesat. Komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat perkakas mesin

diantaranya mesin bubut, mesin frais, mesin bor. Hasil perpaduan teknologi

komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamanakan mesin CNC

(Computer Numerikally Controlled). Sistem pengoperasiannya menggunakan

program yang dikontrol langsung oleh komputer. Secara umum konstruksi mesin

perkakas CNC dan sistem kerjanya lebih sinkron antara komputer dan mekaniknya.

Pengertian singkat mesin CNC (Computer Numerikally Contrlled) adalah suatu

mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (perintah

gerakan dengan menggunakan kode angka dan huruf). Missal: pada layar monitor

mesin kita tulis M05 maka spindle mesin akan mati.

1. Mesin CNC

Mesin CNC secara garis besar digolongkan menjadi 2, yaitu: mesin CNC

Training Unit dan mesin CNC Production Unit. Kedua tipe tersebut diatas pada

prinsip kerjanya sama hanya dalam penerapan dan penggunaannya yang berbeda.

Emsin CNC Training Unit digunakan untuk latihan dasar-dasar pengoperasian dan

pemrograman CNC yang dilengkapi dengan EPS (External Programming Sistem)

dan juga untuk mengerjakan pekerjaan ringan. Mesin CNC Production Unit

diguanakan untuk produksi masal, sehingga mesin dilengkapi dengan asesoris yang

lebih mahal. Missal: sistem Chuk otomatis, pembuka pintu otomatis, pembuangan

tatal dan lain-lain. Mesin berjalan secara otomatis sesuai dengan perintah program

yang diberikan, sehingga dengan program yang sama mesin CNC dapat diperintakan

untuk menukangi proses pelaksanaan program secara terus-menerus.

Ada dua bagian mesin perkakas mesin CNC.

a. Mesin perkakas (machine tools)

Adalah bagian yang melaksanakan proses pengerjaan benda kerja.


commit to user

b. Sistem CNC (CNC Sistem)

Adalah bagian yang melakukan pengontrolan atau mengendalikan gerak mesin

perkakas.

2. Prinsip Kerja Mesin CNC

Mesin CNC ini menggunakan sistem persumbuan dengan dasar siste koordinat

Carthesius (arah jarum jam). Untuk menjelaskan sistem persumbuan dapat dilihat

pada gambar dibawah ini:

Prinsip kerja mesin CNC adalah pisau berputar, sednagkan benda kerja yang

terpasang pada meja bergerak kea rah horizontal atau melintang. Untuk arah gerakan

persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan yaitu: sumbu X bergerak ke arah

horizontal, sumbu Y bergerak ke arah melintang dan sumbu Z bergerak ke arah naik-

turun.

3. Bagian Utama Mesin CNC

a. Motor Utama

Motor utama adalah motor penggerak rumah alat potong (Toper Spindle)

untuk memutar alat potong/tool. Motor ini adalah arus searah (DC) dengan

kecepatan yang variabel, identifikasi dari motor adalah: jenjang putaran 600-

4000 put/menit, tenaga masukan/input 500 watt, dan tenaga pengeluaran/out put

300 watt.

b. Eretan (Support)

Eretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin 3 axis

mempunyai dua fungsi gerakan kerja yaitu posisi vertikal dan posisi horizontal

yang masing-masing.

Untuk posisi vertikal adalah sebagai berikut:

Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 1999 mm)

Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 9999 mm)

Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 9999 mm)

Untuk posisi horizontal adalah sebagai berikut:

Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 9999 mm)


commit to user

Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 19999 mm)

Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 19999 mm)

c. Step Motor

Step motor adalah motor penggerak eretan, masing-masing eretan

mempunyai step motor sendiri-sendiri, yaitu penggerak sumbu X, penggerak

sumbu Y, dan penggerak sumbu Z, jenis dan ukurannnya masing-masing step

motor adalah sama. Identifikasi dari step motor adalah: jumlah 1 putaran 72

langkah, momen putar 0,5 Nm dan kecepatan gerak. Untuk kecepatan geraknya

yaitu: gerakan cepat maksimal 700 mm, gerakan pengoperasian manual 5 – 400

mm/menit dan gerakan pengoperasian CNC terprogram 2 – 499 mm/menit.

d. Spindle Kerja (Work Spindle)

Spindle kerja mesin CNC adalah bagian yang berfungsi memutarkan

benda kerja pada mesin bubut dan memutarkan alat potong pada mesin frais atau

pada mesin bor.

Putaran spindle mesin terdapat dua macam:

1) Putaran spindle langsung dinyatakan dengan huruf S dan angka menunjukkan

langsung jumlah putaran spindle.

Contoh: S 1200 (jumlah putaran spidnel mesin n = 1200 putaran/menit).

2) Putaran spindle tidak langsung (kecepatan potong konstan)

Contoh: G 96 S 200 (S 200 menunjukkan kecepatan potong konstan 200

m/menit)

Huruf S dan angka menunjukkan besarnya kecepatan potong dan harus

menulis instruksi G96. Digunakan untuk pembubutan bentuk tirus dan

pembubutan muka (facing). Spindle mesin dapat berputar searah jarum jam atau

berlawanan arah jarum jam. Fungsi tambahan ini digunakan apabila spindle

diinginkan berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fungsi

tambahan ini ditulis pada kalimat program awal dan dinyatakan dengan M03

untuk spindle berputar berlawanan arah jarum jam.

Gambar dibawah menunjukkan spindel kerja pada mesin bubut.


commit to user

e. Alat Potong

Dilihat dari bahannya alat potong dibedakan menjadi dua macam: baja

kecepatan tinggi (HSS) dan karbida (Carbide). Pahat jenis baja kecepatan tinggi

(HSS) biasanya digunakan untuk enda kerja non fero atau tidak bersifat missal.

f. Rumah Alat Potong (Taper Spindle)

Rumah alat potong pada mesin digunakan untuk menjepit penjepit alat

potong (tool harder) pada waktu proses pengerjaan ebnda kerja. Adapun sumber

putaran dihasilkan dari putaran motor utama yang mempunyai kecepatan putar

antara 50 – 3200 put/menit. Untuk proses pengerjaan dengan mesin produksi

CNC dapat menggunakan lebih dari satu alat potong karena data alat potong

tersimpan dalam memori mesin. Sedangkan proses penggantian alat potong

dilakukan secara manual.

g. Ragam

Ragam pada mesin dipergunakan untuk menjepit benda kerja pada waktu

proses penyayatan benda kerja berlangsung. Karena fungsinya sebagai penegang

kerja yang akan dijepit. Biasanya pada ragam dilengkapi dengan stopper yang

dapat digunakan sebagai batas pegangan benda kerja.

h. Bagian Pengendali/Kontrol

Bagian pengendali/kontrol merupakan bok kontrol mesin CNC yang

berisikan tombol-tombol dan saklar yang dilengkapi dengan monitor. Pada bok

kontrol merupakan unsur layanan langsung berhubungan dengan operator.

4. Kecepatan Putaran Spindel

Kecepatan putar benda kerja diatur oleh mekanisme gerak utama yang terletak

di dalam kepala tetap. Pada kepala tetap terdapat tuas-tuas penyetel kecepatan putar

benda kerja (Arief Darmawan, 1989/1990: 39). Kecepatan potong sangat dipengaruhi

oleh beberapa faktor diantaranya sebagai berikut: kekerasan atau kekuatan bahan

benda kerja. Ukuran bagian tatal yang terpotong (dalam pemotongan x kecepatan

pemakanan). Tingkat kehalusan yang dikehendaki (penting untuk pemakanan).

Bahan pahat yang digunakan, Bentuk pahat dan Pencekam benda kerja.


commit to user

Jika untuk suatu pengerjaan dengan gerakan utama yang berbentuk lingkaran,

kecepatan sayatan diketahui, maka berdasarkan diameter ditentukan jumlah

perputaran per menit dari perkakas atau dari benda kerja (C, van Terheijden &

Harun, 1996: 74).

Benda kerja dipegang oleh alat pemegang benda kerja, yang dipasang pada

ujung spindle, dengan demikian perputaran spindle diikuti perputaran benda kerja.

Ujung benda kerja yang tidak dipegang oleh spindle kepala tetap, bertumpu pada

ujung senter kepala lepas, terutama untuk benda kerja panjang.

Pemotongan yang kasar digunakan putaran rendah dan kecepatan pemakanan

yang besar. Sedang pemotongan tingkat finishing (penyelesaian) putaran dipertinggi

dan kecepatan pemakanan diperlambat, hasilnya akan baik. Kecepatan putar benda

kerja ditunjukkan pada suatu titik yang berputar dalam satuan waktu, jika benda kerja

dengan garis tengah, d1 membuat 1 putaran tiap menit, maka panjang tatal (beram)

yang terpotong/tersayat dalam 1 menit adalah d x π = keliling per menit. Jika benda

kerja berputar lebih dari satu putaran dalam 1 menit misalnya n putaran, maka

panjang tatal yang terpotong dalam 1 menit = d x π x n mm/menit, panjang tatal ini

diukur dalam satuan milimeter tiap menit dan dinamakan kecepatan potong (v), jadi:

V = d x π x n mm/menit

Karena lazim untuk menyatakan v dalam millimeter per menit maka:

mm/menit

sehingga:

putaran/menit (rpm)

Keterangan :

v = kecepatan potong dalam mm/menit

d = diameter dalam mm

n = bilangan putaran/kecepatan putar dalam putaran/menit (rpm)

π = 3,14 (konstanta lingkaran)

1000n . d . v π

=

d . 1000 . n π

v=


commit to user

5. Bahan Mata Pahat

Proses pembentukan beram dilakukan dengan cara proses pembubutan, untuk

ini diperlukan bahan pahat yang lebih keras daripada benda kerja, sehingga pahat

akan menyayat benda kerja, untuk itu diperlukan bahan pahat yang mempunyai

keunggulan tertentu sehingga dihasilkan benda kerja yang baik.

Keunggulan bahan pahat dapat dicapai dengan baik apabila bahan pahat dibuat

dengan memperhatikan beragai segi sebagai berikut:

a. Kekerasan

Mempunyai kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja

tidak saja pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi pada

saat pembentukan beram berlangsung.

b. Keuletan

Mempunyai keuletan yang cukup besar untuk menahan beban kerja yang

terjadi pada saat proses pembubutan sewaktu memotong benda kerja.

c. Ketahanan beban kejut termal

Diperlukan bila terjadi perubahan temperatur yang cukup besar secara

berkala atau periodik.

d. Sifat adesi rendah

Untuk mengurangi afiliasi benda kerja terhadap pahat, mengurangi laju

keausan serta penurunan gaya pemotongan.

Bahan pahat yang digunakan sebagai alat potong pada mesin bubut adalah

sebagai berikut:

a. Baja Perkakas (Baja Karbon)

Baja perkakas adalah baja berkadar karbon 0,5 sampai 1,5% tanpa unsur

lain atau dengan prosentase unsur lain rendah 2% Mn, W, Cr agar kekerasan

yang cukup tinggi. Bahan ini yang termurah dari bahan lain, sifat kekerasannya

paling rendah, pada suhu 250oC kekerasan ahan ini telah berkurang, maka bahan

ini tidak sesuai untuk kecepatan potong tinggi.

b. Baja Paduan (Alloy Tool Steel)

Baja paduan adalah baja karbon ditambah dengan unsur paduan yang lain

seperti: Chrom, Vanadium, Molibden. Kekerasannya baru berkurang pada suhu


commit to user

700oC sehingga cocok pada kecepatan potong sedang. Ada dua macam baja

paduan yaitu baja paduan tinggi dan aja paduan rendah kemampuan potongnya

disebabkan oleh paduan tungsten dan chrom pada 0,7% karbon, sedangkan

paduan vanadium memperbaiki struktur butiran dan meningkatkan kemampuan

menerima beban hentakan.

c. Logam Paduan Tuang (Cast Alloy)

Nama perdagangannya adalah Steelit, Tantung, Rex Alloy, Armolloy, dan J

Metal. Paduan ini terutama mengandung Chrom, cobalt, dan wolfram. Bahan ini

tahan pada suhu 760oC dan kecepatan potongannya 50 – 70 lebih cepat dari HSS,

bahan ini mempunyai kecepatan potong tinggi, tahan aus, tapi rapuh dan tidak

sekeras aja HSS. Bahan ini dibuat dengan bentuk lempengan kecil-kecil hasil

tuangan, lempengan kecil-kecil itu dipasang pada batang baja menggunakan

bahan solder kuningan.

d. Karbida (Cemented Carbide)

Karbida dihasilkan dari campuran bubuk logam tungsten, titanium, dengan

suatu bahan perekat melalui proses sintering dalam tungku atmosfer hydrogen

pada temperature 1550oC. perkakas karbida yang mengandung 94% wlfram

carbide dan 6% cobalt sesuai digunakan untuk memotong ebsi cord an semua

ahan kecuali baja. Khusus untuk memotong baja, karbida yang digunakan

mengandung 82% tungsten carbide, 10% titanium, 8% cobalt dengan kekerasan

75 90 HR. sifat karbida adalah kekerasan yang tinggi tetapi rapuh, cocok untuk

pemotongan kecepatan tinggi pada suhu 900oC kekerasannya maish cukup baik

sehingga baik untuk kecepatan potong tinggi dan permukaan yang dihasilkan

sangat halus. Baja ini tidak dapat dipakai pada pembubutan benda kerja dengan

penyayatan yang berubah-ubah dan mendadak, misalnya benda kerja yang

berlubang-lubang dan mendadak, misalnya benda kerja yang ebrlubang-lubang

atau membubut benda kerja segiempat menjadi bulat karena pahat akan

mendapat tekanan yang selalu berubah-ubah dan tiba-tiba maka pahat akan retak

atau pecah. Ada dua paduan karbida:

a. Karbida Tungsten: digunakan untuk mengerjakan bahan besi tuang dan logam

non fero.


commit to user

b. Karbida Titanium: digunakan untuk mengerjakan bahan-bahan baja.

e. HSS (Baja Cepat/ High Stainless Steel)

HSS adalah baja perkakas paduan yang mengandung unsur-unsur paduan

seperti: Tungsten , Cobalt, chromonium. HSS adalah baja paduan yang sangat

keras dan tahan aus tahan suhu tinggi sampai 600oC kekerasaannya belum

menurun. HSS ada dua kelompok:

a. HSS group M: group ini mempunyai paduan utama molybdenum atau dikenal

dengan nama HSS M1.

b. HSS group T: group ini mempunyai paduan utama tungsten atau dikenal

dengan HSS T1.

f. Keramik

Dihasilkan dari campuran alumunium oksida dengan paduan sedikit

titanium atau magnesium oksida dengan bahan perekat yang dibentuk dalam

cetakan melalui proses pemanasan. Kecepatan potongnya dua kali lebih cepat

daripada karbida. Sifat pahat keramik adalah sangat keras, rapuh, tahan aus, dan

cocok untuk kecepatan potong tinggi. Keramik biasanya digunakan pada proses

permesinan semi finishing dan finishing pada benda kerja besi tuang atau logam

keras lainnya.

g. Intan (Diamond)

Digunakan untuk pekerjaan benda-benda yang membutuhkan kecepatan

tinggi dan permukaan yang sangat baik. Pahat ini bersifat sangat keras, rapuh dan

tahan aus, kecepatan potong untuk pahat ini sangat tinggi.

6. Baja EMS 45

Baja karbon adalah baja yang mengandung karbon maksimal 1,7%.

Berdasarkan tingkatan banyaknya karbon dalam baja, digolon gkan menjadi tiga

tingkatan, yaitu:

a. Baja karbon rendah

Yaitu baja yang mengandung kadar karbon antara 0,10 – 0,30%. Baja

karbon rendah dalam perdagangan dibuat dalam bentuk plat, profil, batangan

untuk keperluan tempa, pekerjaan mesin, dan lain-lain.


commit to user

b. Baja karbon sedang

Baja ini mengandung karbon antara 0,30 – 0, 60%. Dalam perdagangan

biasanya digunakan sebagai alat-alat perkakas, baut, poros engkol, roda gigi,

ragam, pegas, dan lain-lain.

c. Baja karbon tinggi

Baja karbon tinggi mengandung karbon antara 0,70 – 1,5%. Baja ini

banyak digunakan untuk keperluan pembuatan alat-alat konstruksi yang

berhubungan dengan panas yang tinggi atau dalam penggunaannya akan

menerima dan mengalami panas, misalnya landasan, palu, gergaji, pahat, kikir,

bor, bantalan peluru, dan sebagainya.

Dari klarifikasi yang dijelaskan diatas maka baja EMS 45 dapat

dikategorikan masuk baja karbon sedang. Baja EMS 45 adalah baja yang

mengandung kandungan karbon 0,48%. Untuk kandungan silicon 0,30%, kadar

Mangan 70%. Untuk suhu dari proses anealling (anealling temperature) sekitar

680o – 710o, untuk kekerasan setelah proses anealling (hardness after anealling)

sekitar 910o, kemudian untuk suhu kekerasan (hardness temperature) sekitar

800o – 830o (Tabel Bohler Grade Stell).

Dilihat dari kegunaan dari baja EMS 45 yang dijelaskan diatas yaitu

sebagai alat-alat perkakas, baut, poros, engkol, roda gigi, ragum, pegas dan lain-

lain, maka dalam penegrjaan permesinan memerlukan kualitas permukaan yang

baik. Sehingga dalam penelitian ini dipilih bahan baja EMS 45.

7. Pengukuran Kehalusan

a. Pengukuran Kehalusan Permukaan Tak Langsung

1) Cara Meraba (Touch Inspection)

Pemeriksaan kehalusan permukaan dapat dilakukan dengan meraba

menggunakan ujung jari. Berdasarkan kepekaan dalam meraba dapat

dirasakan kasar halusnya permukaan. Untuk mengetahui tingkat kehalusan

dapat dilakukan dengan membandingkan kehalusan permukaan yang

diperiksa dengan kehalusan permukaan benda ukur (Surface Finish

Comparator). Alat pembanding kehalusan permukaan ini biasanya disusun


commit to user

dalam satu set yang terdiri dari beberapa lempengan terbuat dari baja dengan

angka kekasaran yang berbeda-beda. Alat pembanding kekasaran permukaan

ini sudah dikelompokkan menurut jenis mesin yaitu mesin bubut, frais, skrap,

dan gerinda.

Untuk membandungkan benda ukur dengan pembandingnya harus

diperhatkan jenis mesin yang digunakan untuk membuat komponen tersebut.

Misalnya, benda ukur diproses dengan mesin bubut maka perbandingannya

juga jenis mesin bubut. Permukaan diperiksa dengan ujung jari, kemudian

dengan ujung jari yang sama meraba lempengan pembanding. Bila dirasakan

ada salah satu lempengan benda ukur maka disimpulkan bahwa kehalusan

permukaan benda ukur sama dengan kehalusan permukaan pembanding.

Dengan cara yang sama, pemeriksaan kehalusan dapat juga dilakukan

dengan menggaruk dan melihat permukaan benda ukur, kemudian dilanjutkan

melihat dan menggaruk alat ukur pembanding. Dari beberapa lempeng

pemanding dipilih satu yang dirasakan sama kehalusannya dengan benda

ukur.

Dari pemeriksaan kehalusan permukaan dengan meraba, melihat dan

menggaruk jelas terlihat beberapa kelemahan yaitu dari penentuan besarnya

tingkat kehalusan secara tepat yang hanya didasarkan atas kepekaan individu.

2) Pemeriksaan Kehalusan dengan Photo

Pemeriksaan dengan cara ini adalah mengambil gambar permukaan

yang diukur. Kemudian gambarnya diperbesar sesuai keperluan. Perbesaran

yang diambil secara vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah

diperbesar, maka dianalisis kehlausan permukaan benda kerja diambil secara

vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah diperbesar maka

dianalisis kehalusan permukaan benda kerja.

3) Pemeriksaan Kehalusan dengan Mikroskop

Dengan menggunakan mikroskop adalah cara yang lebih baik daripada

meraba, melihat dan menggaruk. Keterbatasan dengan cara ini adalah

pembagian bagian permukaan dicari harga rata-ratanya. Pemeriksaan

kehalusan permukaan dengan mikroskop ini termasuk juga cara pengukuran


commit to user

membandingkan, yaitu membandingkan hasil pemeriksaan dengan hasil

pengamatan pembanding yang kedua-duanya dilihat dengan mikroskop.

b. Pengukuran Kehalusan Permukaan Langsung

1) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Profilmeter

Pemeriksaan kehalusan permukaan dengan profilmeter adalah salah

satu jenis pengukuran kehalusan secara langsung. Sistem kerja profilmeter

pada dasarnya sama dengan prinsip peralatan gramapon. Perubahan gerakan

stylus sepanjang muka ukur dapat dilihat dan dibaca pada bagian amplimeter.

Gerakan stylus bisa kita lakukan dengan tangan dan bisa dengan secara

otomatis yang dilakukan oleh motor penggeraknya. Angka yang ditunjukkan

pada bagian skala adalah angka tinggi rata-rata kehalusannya.

2) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Surftest

Mitutoya Surftest 201 dan 211 adalah alat pengetes kehalusan

permukaan logam yang ringkas dan mudah dibawa. Kedua mesin pengetes ini

memiliki beberapa kelebihan yaitu: (1) mudah dioperasikan, (2) murah, (3)

ringkas, (4) ramah lingkungan. Bentuknya yang ringkas juga menggunakan

baterai isi ulang, dapat dibawa kemana-mana dengan tas khusus yang

merupakan perlengkapan standar. Dengan Surftest 201 dan 211 pengukuran

dapat dilakukan dalam berbagai posisi baik vertikal, horizontal, atas-bawah

dan lain-lain. Selain itu Surftest 201 dan 211 juga dilengkapi dengan

peralatan tambahan yang memungkinkan pengukuran dalam beragai bentuk

bagian dari logam.

a) Surftest 201

Hasil pengukuran berupa hardcopy yang tercetak. Ada 11 ukuran

parameter yang dapat digunaklan untuk mengukur kekesatan. Profil dari

permukaan juga terlihat jelas.

b) Surftest 211

Unit detektornya bisa dipisahkan dari unit display (alat untuk

melihat), disesuaikan dengan ruang pengukuran yang akan dilakukan.

Pendeteksian dapat dilakukan tiga parameter Rz dan Rmak ditentukan

tidak melalui tampilan. Penyetingan untuk tingkat kekesatan yang lebih


commit to user

kecil dapat dilakukan jika tingkat pengukuran sesuai dengan ketentuan

GO/NG yang ada dalam layar LCD. Surftest juga memiliki otomatis timer

setiap 30 detik. Data yang sudah tersimpan dapat ditampilkan kembali

dengan cara menekan tombol ON/DATA.

B. Penelitian yang Relevan

Penelitian dari Budi Wibowo Eko Saputro (K2598028) kesimpulannya sebagai

berikut:

1. Kecepatan putar mesin frais CNC berpengaruh terhadap tingkat kehalusan dalam

proses pengerjaan permukaan datar baja VCN 150. Hasil perhitungan didapat

Fhitung = 24,87 dan Ftabel = 6,36 pada taraf α = 0,01. Harga dari Fhitung lebih

besar dari Ftabel.

2. Berdasarkan pengukuran Surftest 211, tingkat kehalusan pada proses pengerjaan

permukaan datar pada baja VCN yang paling tinggi didapat pada kecepatan putar

tinggi (1000 rpm) sebesar 1,29 µm, sedangkan tingkat kehalusan yang paling

rendah didapat pada kecepatan putar mesin frais rendah (400 rpm) sebesar 2,76

µm.


commit to user

Tabel 2. Definisi Ukuran Kehalusan (ukuran vertikal)

Simbol Definisi Keterangan

Rmax kedalaman kehalusan maksimum

DIN 4768 Lembar I

Tinggi profil dari yang terdalam sampai yang paling menonjol. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan.

Rz kehalusan rata-rata yang dihitung Rz = 1/5 (Z1+Z2+Z3+Z4+Z5)

DIN 4768 Lembar I

Harga rata-rata dari 5 kehalusan berturut-turut dalam suatu jarak Le

Ra kehalusan rata-rata

Ra = 1/Lm ∫=

=

Lm x

0 x

dx y

DIN 4768 Lembar I Blatt 1

Harga rata-rata profil ordinat y nilai Ra antara 1/3 dan 1/7 dari nilai Rz (DIN 4768)

Rp dalamnya peralatan kehalusan

Rp = 1/Lm ∫=

=

Lm x

0 x

dx y1

DIN 4768 Lembar I

Titik tertinggi dari garis menengah merupakan patokan profil. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan

(Sumber: Cahadi Purnomo, 2002)

C. Kerangka Pemikiran


commit to user

Tingkat kehalusan dari suatu benda hasil pengerjaan pada mesin-mesin

merupakan salah satu bagian yang harus diperhitungkan sebagai upaya perusahaan

atau bengkel permesinan dalam meningkatkan kualitas produknya. Selain itu, untuk

menghemat waktu dan lebih meningkatkan kualitas produksinya diperlukan acara

agar mesin perkakas mampu menghasilkan produk yang banyak dalam waktu

singkat. Keuntungan tentu saja berupa penghematan listrk salah satunya, karena

jumlah produk yang ditargetkan bengkel selesai dengan cepat dan berkualitas.

Tingkat kehalusan produk dari mesin CNC dapat ditentukan oleh kecepatan

putaran spindle dan bahan mata pahat yang digunakan. Pada penelitian ini digunakan

benda kerja dengan bahan baja EMS 45 yangmana bahan ini lebih banyak digunakan

dibandingkan dengan baja ST-37 maupun kuningan. Kecepatan putaran spindle CNC

pada penelitian ini bervariasi yaitu kecepatan rendah, sedang dan tinggi untuk benda

kerja baja EMS 45.

Untuk mengetahui secara pasti ada tidaknya engaruh variasi kecepatan putar

spindle dan ahan mata pahat terhadap kehalusan permuakaan ebnda kerja hasil proses

pembub utan permukaan datar dengan mesin bubut CNC pada baja EMS 45, maka

dilakukan pengukuran tingkat kehalusannya dengan surftest 211.

Untuk lebih jelasnya kerangka pemikiran dapat digambarkan dalam paradigm

berikut:

Tabel 4. Paradigm Penelitian

Dimana:

X

A

A1 A2 A3

B

B1

B2

24


commit to user

A = Variasi kecepatan putaran spindle

B = Bahan mata pahat

A1 = Variasi kecepatan putar spindle rendah (50 rpm)

A2 = Variasi kecepatan putar spindle sedang (1400 rpm)

A3 = Variasi kecepatan putar spindle tinggi (3200 rpm)

B1 = Jenis pahat kecepatan tinggi (HSS)

B2 = Jenis pahat karbida (Carbide)

X = tingkat kehalusan

D. Hipotesis

Berdasarkan kajian teori dan keranga pemikiran diatas, maka dapat dirumuskan

jawaban sementara yang harus diuji kebenarannya yaitu :

1. Ada pengaruh variasi kecepatan putar spindle pada mesin CNC terhadap

kehalusan permukaan benda kerja. Semakin cepat putaran spindle semakin tinggi

tingkat kehalusan permukaan benda kerja.

2. Ada pengaruh variasi jenis bahan mata pahat pada mesin CNC terhadap

kehalusan permukaan benda kerja. Semakin keras bahan mata pahat yang

digunakan semakin tinggi tingkat kehalusan permukaan benda kerja.

Ada interaksi antara variasi kecepatan putar spindel dan penggunaan variasi

jenis bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja.

BAB III


commit to user

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

1. Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di bengkel mesin produksi Sukses Plasindo Surakarta

sebagai tempat pengerjaan bubut CNC dan Laboratorium teknik UNY sebagai

tempat pengukuran tingkat kehalusan.

2. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan ……… sampai dengan …….. 2010,

adapun jadwal penelitian sebagai berikut:

Perijinan Penelitian : Minggu ke ………………

Pelaksanaan Penelitian : Minggu ke ………………

Analisis Data : Minggu ke ………………

Penulisan Laporan : Minggu ke ………………

B. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar

spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil

proses pembubutan permukaan dengan mesin CNC pada baja EMS 45. Untuk

mendapat kebenaran ilmiah maka pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini

adalah pendekatan eksperimen. Sugiyono (1994: 4) menyebutkan bahwa “Penelitian

dengan pendekatan eksperimen adalah suatu penelitian untuk berusaha mencari

pengaruh variabel tertentu terhadap variabel lain dalam kondisi yang terkontrol

secara ketat.

C. Populasi dan Sampel

1. Populasi Penelitian

Populasi menurut Suharsimi Arikunto (2002: 108), menyatakan bahwa

populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Populasi dalam penelitian ini adalah

enda kerja dari bahan EMS 45.

2. Sampel Penelitian


commit to user

Sampel dalam penelitian ini adalah diambil dari bahan EMS 45 dengan ukuran

diameter 25,4 mm dan panjang 80 mm, sebanyak 12 spesimen dengan perincian:

a. 6 spesimen dikerjakan dengan ahan mata pahat jenis kecepatan tinggi (HSS):

1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm)

2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm)

3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)

b. 6 spesimen dikerjakan dengan bahan mata pahat jenis karbida (Carbide):

1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm)

2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm)

3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)

3. Teknik Pengambilan Sampel

Dalam penelitian ini teknik pengambilan sampelnya menggunakan teknik

purposive sampling yaitu teknik pengambilan sampel dengan mengambil subyek

bukan didasarkan atas strata random atau daerah tetapi atas adanya tujuan tertentu

saja (Suharsimi Arikunto, 1993: 113).

D. Teknik Pengumpulan Data

1. Identifikasi Variabel

Dalam penelitian ini akan dilakukan pengukuran kehalusan terhadap

keberadaan suatu variabel dengan instrument penelitian. Selanjutnya akan dilakukan

analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain.

Sugiyono (1994: 20) menyebutkan “Variabel adalah suatu atribut atau sikap aspek

dari orang maupun obyek yang mempunyai variabel variasi tertentu yang ditetapkan

oleh peneliti untuk dipelajari dan ditarik kesimpulannya”.

Variabel yang ada dalam penelitian ini adalah:

a. Variabel Bebas

Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai

aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya

variable terikat, munculnya atau adanya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak

ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain.


commit to user

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi kecepatan putar spindel

dan variasi ahan mata pahat. Adapun kecepatan putar yang digunakan adalah

kecepatan rendah (50 rpm), kecepatan sedang (1400 rpm), dan kecepatan tinggi

(3200 rpm). Kemudian untuk pahatnya digunakan jenis pahat aja kecepatan

tinggi (HSS) dan karbida (Carbide).

b. Variabel Terikat

Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula

sejumlah aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau

menyesuaikan diri dengan kondisi lain yang disebut variabel bebas, dengan kata

lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel

bebas.

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah tingkat kehalusan permukaan.

c. Variabel Kontrol

Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang berbagai aspek atau

unsur didalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan agar variabel terikat

yang muncul bukan karena variabel lain. Tetapi benar-benar karena variabel

bebas tertentu. Adapun variabel kontrolnya sebagai berikut:

1) Bahan yang digunakan adalah bahan baja VCN 150

2) Mesin bubut CNC merek Heidenhain (Micron) jenis Training Unit

3) Alat ukur yang digunakan adalah surftest 211

4) Tebal pemakanan 1 mm

5) Pendinginan yang digunakan adalah coalant

6) Operator yang dipilih adalah pekerja bengkel sukses yang mengoperasikan

ubut CNC dalam pekerjaannya.

2. Instrumen Penelitian

a. Peralatan


commit to user

1) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron)

2) Alat potong

3) Mistar baja

4) Tool box

5) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya

buatan Jepang.

b. Bahan Penelitian

Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan

ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm. Dengan komposisi kimia :

Tabel

% Chemical Composition (approx) Mechanical Properties

C Mn Cr Mo Ni Ys Uts HB

0.45 0.8 - - - 340 640 190

c. Langkah Eksperimen

Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu

pada bagian permukaan, dan sisi depan.

d. Peralatan

6) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron)

7) Alat potong

8) Mistar baja

9) Tool box

10) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya

buatan Jepang.


commit to user

e. Bahan Penelitian

Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan

ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm.

f. Langkah Eksperimen

Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu

pada bagian permukaan, dan sisi depan.

3. Tahap Penelitian

Adapun bagan alir tahapan penelitian sebagai berikut:

Gambar 13. Diagram: Alir Tahapan Penelitian

4. Desain Eksperimen

“Desain eksperimen adalah suatu rancangan percobaan (dengan tiap langkah

tindakan teridentifikasikan) sedemikian rupa sehingga infromasi yang berhubungan

Bahan Mata Pahat Jenis HSS

Bahan Mata Pahat Jenis Karbida

Kec

epat

an

Puta

rR

enda

h 50

rp

m,

2i

Kec

epat

an P

utar

sed

ang

1400

rpm

, 2 sp

esim

en

Kec

epat

an P

utar

Tin

ggi

3200

rpm

, 2 sp

esim

en

Kec

epat

an

Puta

rR

enda

h 50

rp

m,

2i

Kec

epat

an P

utar

sed

ang

1400

rpm

, 2 sp

esim

e n

Kec

epat

an P

utar

Tin

ggi

3200

rpm

, 2 sp

esim

e n

Persiapan bahan baku Baja EMS 45 d:25, 4mm, P: 80 mm 12 batang

Pengerjaan Bubut CNC

Pengukuran Tingkat Kehalusan dengan

Surftest-211

Analisis Data

Simpulan


commit to user

dengan atau diperlukan untuk persoalan yang sedang diteliti dapat terkumpul”

(Sudjana, 1989: 1).

Pada penelitian ini digunakan desain eksperimen faktorial 3 x 2, definisi dari

desain eksperimen yang semua (hampir semua) taraf sebuah faktor tertentu

dikombinasikan dalam eksperimen tersebut, pada penelitian ini terdapat dua variabel

bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama

mempunyai 3 taraf, meliputi variasi kecepatan putar spindel (rendah, sednag, tinggi).

Sedangkan faktor kedua terdiri 2 taraf yaitu pemakaian jenis bahan pahat antara lain

pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan karb ida (carbide). Sehingga pada desain

eksperimen faktorial 3 x 2 ini akan diperoleh data sebanyak 30 data.

Kombinasi perlakuan dengan mengkombinasikan masing-masing taraf pada

faktor A dengan taraf-taraf pada faktor B. Faktor A terdiri dari 3 taraf (variasi

kecepatan putar spindel) yaitu kecepatan putar rendah (sudut 30o), kecepatan putar

sedang, kecapatan putar tinggi. Sedangkan faktor B terdiri dari 2 taraf yaitu

pemakaian pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan Karbida (Carbide).

Tabel 6. Desain Eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecapatan Putar Spindel dan Variasi Jenis Bahan Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Benda Kerja pada Mesin CNC TU-2A

Faktor B (Variasi Jenis Pahat) Jumlah Rata-rata


commit to user

Taraf

Pahat jenis baja

kecepatan tinggi

(HSS)

Pahat jenis

karbida (Carbide)

50 rpm

X111

X112

X113

X121

X122

X123

Jumlah J110 J120 J100

Rata-rata X110 X120 X100

1400 rpm

X211

X212

X213

X221

X222

X223



3200 rpm

X311

X312

X313

X321

X322

X323



Jumlah Besar J010 J020 J000

Rata-Rata Besar X010 X020 X000

(Sumber: Sudjana, 1989: 17)

E. Teknik Analisis Data

Dalam penelitian ini, untuk menganalisis data digunakan analisis variasi

(Anava) dua jalan. Namun sebelumnya terlebih dahulu dilakukan uji persyaratan

analisis yaitu uji normalitas dan uji homogenitas.

1. Uji Persyaratan Analisis Data

a. Uji Normalitas


commit to user

Uji normalitas ini bertujuan untuk mengetahui apakah data pada variabel-

variabel penelitian berasal dari populasi yang berdistribusi normal atau tidak. Uji

normalitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji normalitas Liliefors.

Adapun prosedur yang ditempuh dalam pengujian ini adalah seagai berikut:

1) Tentukan hipotesis

H0 = sampel berasal dari populasi berdistribusi normal

H1 = sampel tidak berasal dari populasi berdistribusi normal

2) Tentukan taraf nyata α = 0,01

3) Menentukan harga SD dengan rumus:

SD2 = 1)-(nn

)x( - Xn 21

21∑ ∑

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

menggunakan rumus : Z1 = SD

X X1 −

5) Statistik uji yang digunakan L = maks [F(Zi) – S(Zi)]

Dengan F(Zi) = P (Z<Zi) : Z – N (0,1)

S (Zi) = n

Zi Z, Z, Zbanyaknya 321 =

6) Daerah kritik uji DK = {L|L > Lα;n}

H0 ditolak apabila L0 mak > L tabel

H0 diterima apabila L0 mak < L tabel

b. Uji Homogenitas

Untuk menguji persyaratan homogenitas digunakan Uji Bartlet. Adapun

prosedur yang harus ditempuh adalah sebagai berikut:

1) Tentukan Hipotesis

H0 = S12 = S2

2 .... = Sk2 ; H1

2) Tentukan taraf nyata α = 0,01

3) Menentukan tabel Uji Bartlet

Tabel 7. Harga-harga yang diperlukan untuk Uji Bartlet

Sampel ke Dk 1/dk Si2 Log Si2 (dk) Log Si2


commit to user

1

2

Kekeliruan

N1 – 1

N2 - 1

Nk - 1

1/(N1 - 1)

1/(N2 - 1)

1/(Nk - 1)

Si2

Si2

Si2

Log Si2

Log Si2

Log Si2

N1 – 1 Log Si2

N2 – 1 Log Si2

Nk – 1 Log Si2

Jumlah Σ(N1 – 1) Σ(1/N1-1) Σ(N1 – 1) Log Si2

4) Untuk uji Bartlet digunakan statistik Chi Kuadrat

χ2 = (Ln 10) {B - Σ(N1 – 1) Log Si2}; dimana:

B = koefisien Bartlet = (log S2) Σ(ni – 1)

S2 = variasi gabungan dari semua sampel = { Σ(N1 – 1) Si + 2 + / Σ(N1 – 1)}

Si2 = ( )

1nn/Xi)(Xi

1

122

−

−∑ ∑

5) Daerah kritik (Daerah penolakan Ho)

Ho ditolak apabila χ2 ≥ χ2t {1-α} (k-1)

Ho diterima apabila χ2 ≤ χ2t {1-α} (k-1)

2. Analisis Data

a. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan

Dalam penelitian ini untuk menguji hipotesis setelah diperoleh data dengan

metode eksperimen yang berdistribusi normal dan memiliki varian yang

homogen. Maka digunakan analisis varian dua jalan. Dengan langkah-langkah

pengujian sebagai berikut:

1) Menentukan hipotesis

a) Ho1 : σA2 = 0; Hi1 : ada salah satu perbedaan

b) Ho2 : σB2 = 0; Hi2 : ada salah satu perbedaan

c) Ho3 : σB2 = 0; Hi3 : ada salah satu perbedaan

2) Memilih taraf signifikan tertentu (α = 0,01)

3) Menetapkan krtieria pengujian, yaitu:

a) Ho1 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1, ab (n – 1))

Ho1 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1, ab (n – 1))

b) Ho2 diterima apabila F ≤ Fα (b – 1, ab (n – 1))

Ho2 ditolak apabila F ≥ Fα (b – 1, ab (n – 1))


commit to user

c) Ho3 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1) (b-1), ab (n – 1))

Ho3 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1) (b-1), ab (n – 1))

4) Menentukan besarnya F

Rumus-rumus yang digunakan untuk menganalisa data guna menentukan

jumlah kuadrat (JK), derajat kebebasan (dk), mean kuadrat (KT), dan F

observasi adalah:

∑ ∑=

=a

1 i

2 X ∑=

b

j 1∑=

n

k 1

2ijkX dengan dk = abn

Ji00 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A

= ∑=1j∑=

b

k 1ijkX

Jj00 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke j faktor B

= ∑=

a

i 1∑=

b

k 1ijkX

Jij0 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A dalam

taraf ke j faktor B

= ∑=

n

k 1ijkX

= jumlah nilai semua pengamatan

= ∑=

a

i 1∑=

b

j 1∑=

n

k 1

2ijkX

Ry = abnJ 2

000 , dengan dk = 1

Ay = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor A

= bn ( )2

1000i00 ∑

=

−a

iXX

= ∑=

a

i 1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛bn

2000J - RX dengan dk = (a– 1)

By = jumlah kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor B


commit to user

= an ( )2

1000i00 ∑

=

−a

iXX

= ∑=

a

i 1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛n

2000J - RX dengan dk = (b– 1)

Jab = Jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua sel untuk daftar a x b.

= n∑=

a

i 1

( )2

10000j0 ∑

=

−b

jXX

= ∑=

a

i 1∑=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛b

jn

1

20j0J - RX

ABy = Jumlah kuadrat-kuadrat untuk interaksi antara faktor A dan faktor B

= n∑=

a

i 1

( )2

10000j00000j0 - ∑

=

−−b

jXXXX

= Jab – Ax – Bx dengan dk = (a – 1 ) ( b – 1)

A = mean kuadrat untuk faktor A

= Ax / (a – 1)

B = mean kuadrat untuk faktor B

= Ax / (b – 1)

AB = mean kuadrat untuk A dan B

= ABy / (a – 1 ) ( b – 1)

E = Ey / ab (n – 1)

Setelah perhitungan selesai, hasilnya dimasukkan ke dalam daftar anava

sebagai berikut:

Sumber Variasi Derajat kebebasan

(dk)

Jumlah Kuadrat

(JK)

Mean kuadrat (KT)

F

Rata-rata Perlakuan A B

AB Kekeliruan (E)

1 1 – 1 b – 1

(a – 1) (b – 1) ab (n – 1)

Rx Ax Bx

ABx Ex

Ax/dkA Bx/dkB

BAx/dkAB Ex/dkE

KTA/KTE KTB/KTE

KTAB/KTE

Jumlah Abn ΣX2 - -


commit to user

Karena dalam penelitian ini ada tiga taraf faktor A dan dua buah taraf faktor

B, yang semuanya digunakan dalam eksperimen, maka untuk menghitung

statistik F, digunakan model tetap, yaitu:

Ho1 dipakai statistik FA = KTA/KTE

Ho2 dipakai statistik FB = KTB/KTE

Ho3 dipakai statistik FAB = KTAB/KTE

5) Menetapkan kesimpulan, taraf signifikansi 1%

FA ≥ Ft1 Ho1 ditolak

FB ≥ Ft1 Ho2 ditolak

FAB ≥ Ft1 Ho3 ditolak

b. Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan

Komparasi ganda anava bertujuan untuk mengetahui rerata mana yang

berbeda atau rerata mana yang sama. Dalam penelitian ini, komparasi ganda yang

digunakan untuk tindak lanjut anava dua jalan adalah dengan memakai metode

Scheffe.

Langkah-langkah yang harus ditempuh pada metode Scheffe adalah sebagai

berikut:

1) Mengidentifikasikan semua pasangan komparasi rataan yang ada.

2) Menentukan tingkat signifikansi α = 1%

3) Mencari nilai statistik uji F dengan menggunakan formula:

a. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar baris

F i – j = ( )

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

j .n 1

i .n 1RKG

Xj - Xi2

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (p – 1) Fα ; p – 1, N – pq}

b. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar kolom

F i – j = ( )

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

j .n 1

i .n 1RKG

Xj - Xi2

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (q – 1) Fα ; q – 1, N – pq}


commit to user

c. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama

F ij - ik = ( )

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

kj .n 1

ij .n 1RKG

Xj - Xi2

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (pq – 1) Fα ; q – 1, N – pq}

d. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada baris yang sama

F ij - ik = ( )

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

ik .n 1

ij .n 1RKG

Xj - Xi2

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (pq – 1) Fα ; q – 1, N – pq}

4) Menentukan keputusan uji untuk masing-masing komparasi ganda.

5) Mengambil kesimpulan keputusan uji yang ada.

Keterangan :

Fi – j = Nilai Fobs pada pembandingan baris ke-1 dan baris ke- j

= Rataan pada baris ke-I

= Rataan pada baris ke- j

= Rataan pada sel ij

= Rataan pada sel kj

RKG = E = Rataan kuadrat galat

n. I = Ukuran sampel baris ke- I

n. j = Ukuran sampel baris ke- j

n.ij = Ukuran sel ij

n.kj = Ukuran sel kj

Uji Scheffe yang digunakan pada penelitian ini adalak menggunakan

uji Scheffe untuk komparasi rataan baris, komparasi rataan antar kolom,

komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama dan komparasi rataan antar

sel pada baris yang sama. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai atau rerata sel

paling kecil untuk mengatahui tingkat kehalusan paling baik hasil

pembubutan dengan mesin bubut CNC TU-2A.


commit to user

39

BAB IV

HASIL PENELITIAN

A. Deskripsi Data

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan dua

faktor yang disimbulkan dengan huruf A dan B. Hasil penelitian kehalusan

permukaan yang dilakukan dengan faktor A berupa variasi kecepatan putar

spindel (3200rpm, 140rpm, 50rpm) dan faktor B berupa jumlah variasi jenis mata

pahat (HSS dan karbida) dapat dideskripsikan data sebagai berikut:

Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 . Faktor B (Variasi Jenis Pahat) jumlah rata-rata Karbida HSS

Fak

tor

A (

Var

iasi

Put

aran

Spi

ndel

)

3200rpm 1.96 1.53 2.09 1.82 2.28 1.61

jumlah 6.33 4.96 11.29 rata-rata 2.11 1.65 1.88

140rpm 2.04 1.71 1.50 1.19 1.66 1.40

jumlah 5.2 4.30 9.50 rata-rata 1.73 1.43 1.58

50rpm 0.98 0.72 1.16 0.92 1.27 1.00

jumlah 3.41 2.64 6.05 rata-rata 1.14 0.88 1.01 jumlah besar 14.94 11.90 26.840 rata-rata besar 1.66 1.32

Data hasil pengukuran tingkat kehalusan dalam Tabel 7 di atas diperoleh

dari besarnya kehalusan yang terukur pada surftest. Secara umum hasil

pengukuran tingkat kehalusan permukaan baja EMS 45 dapat dijelaskan pada

Tabel 8 sebagai berikut:

39


commit to user

40

Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A

Variasi Kecepatan Putar

Spindel

Variasi Bahan Mata Pahat

Karbida HSS

3200rpm 2.110 1.653 140rpm 1.733 1.433 50rpm 1.137 0.880

Dari hasil rata-rata pada Tabel 8 di atas dapat dijelaskan bahwa

penggunaan tingkat kecepatan putar spiundel yang besar dan bahan mata pahat

akan menghasilkan kehalusan yang semakin besar dan kekasaran permukaan

semakin kecil, yaitu pada variasi bahan mata pahat karbida pada kecepatan putar

spindle 3200rpm senilai 2,110. Penggunaan tingkat kecepatan putar spindle kecil

dan bahan mata pahat HSS, akan menghasilkan kehalusan permukaan semakin

kecil dan kekasaran permukaan semakin besar, yaitu pada variasi bahan mata

pahat HSS dengan kecepatan putar spindle 50rpm senilai 0,880.

Histogram hasil pengujian kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A dengan variasi

kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat

1.73

3

1.43

32.11

1.65

3

1.14

0.88

0

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

Karbida HSS

bahan mata pahat

Tin

gka

t K

ehal

usa

n

per

mu

kaan Putaran Spindel 140rpm

Putaran Spindel 3200rpm

Putaran Spindel 50rpm

Gambar 14. Histogram Pengaruh Variasi kecepatan putar spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A.


commit to user

41

Gambar 15. Grafi Hubungan Antara Kecepatan putar Spindel dan Bhan Mata Pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45

B. Uji Persyaratan Analisis

Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif, maka data yang diperoleh

sebelum dianalisis dengan uji analisis varian dua jalan dilakukan uji pendahuluan

atau uji prasyarat analisis yang meliputi uji normalitas dan uji homogenitas.

1. Uji Normalitas

Uji normalitas dipakai untuk menguji apakah data hasil penelitian yang

didapatkan mempunyai distribusi yang normal atau tidak. Uji normalitas

dilakukan dengan menggunakan uji normalitas Lilliefors, dengan taraf signifikansi

1%. Selanjutnya mencari harga Lmaks [ ])()( ziSzF i − pada masing-masing

kelompok perlakuan. Kemudian harga Lmaks untuk baris dikonsultasikan dengan

harga LTabel yang didapatkan dalam tabel dengan N = 6 dan diperoleh LTabel

sebesar 0,364 dan untuk kolom dikonsultasikan dengan harga LTabel yang

didapatkan dalam tabel dengan N = 9 dan diperoleh LTabel sebesar 0,311. Hasil

Grafik hubungan antara kecepatan putar spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS-45

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

50 1400 3200 Kecepatan Putar Spindel (Rpm)

Keh

alus

an p

erm

ukaa

n (m

µ)

HSS

karbida


commit to user

42

perhitungannya jika didapatkan harga Lmaks lebih kecil dari harga LTabel, maka data

berdistribusi normal. Keputusan uji normalitas dan data selengkapnya terdapat

dalam Tabel 9.

Tabel 9. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Lilliefors

Lmaks dari perlakuan tidak berada pada daerah kritik atau lebih kecil dari

LTabel, maka Ho masing-masing perlakuan diterima, jadi data hasil pengukuran

tingkat kehalusan permukaan benda verja hasil pembubutan denan mesin CNC-

TU2A dalam penelitian ini secara keseluruhan berasal dari populasi yang yang

berdistribusi normal.

2. Uji Homogenitas

Uji homogenitas digunakan untuk menguji kesamaan beberapa buah rata-

rata data. Penelitian ini menggunakan metode Bartlett untuk uji homogenitas

dengan pengambilan kesimpulan dengan taraf signifikansi 1%. Untuk uji

homogenitas antar baris jika didapatkan harga X2Hitung lebih kecil dari haga X2Tabel

[X2(0,99)(5) = 20,1], berarti data yang didapatkan berasal dari sampel yang

homogen., sedangkan untuk uji homogenitas antar kolom jika didapatkan harga

X2Hitung lebih kecil dari harga X2Tabel [X2

(0,99)(8) = 20,1], berarti data yang

didapatkan berasal dari sampel yang homogen. Hasil uji homogenitas dengan

metode Bartlett terlihat dalam Tabel 10.

Sumber

Perlakuan

Data Hasil Uji Keputusan

Baris A1 LMaks = 0,1622 < L(0.01)(6) = 0,364 Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal



Kolom B1 LMaks = 0,1356 < L(0.01)(9) = 0,311 Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal

Kolom B2 LMaks = 0,1328 < L(0.01)(9) = 0,311 Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal


commit to user

43

Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlett

Sumber Variasi X2Hitung X2

Tabel (1-α)(k-1) Keputusan Uji

Baris

Kolom

1,013

0,265

15,1

20,1

Ho diterima

Ho diterima

Karena masing-masing sumber memenuhi kriteria X2 < X2(1-α)(k-1)

sehingga X2Hitung tidak terletak pada daerah kritik, maka Ho diterima. Jadi kedua

faktor tersebut (baris dan kolom) berasal dari populasi yang homogen.

C. Pengujian Hipotesis

1. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan

Metode untuk mengetahui ada atau tidaknya pengaruh variasi kecepatan

putar spindel dan bahan mata Pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan Baja

EMS 45 pada mesin CNC-TU2A, perlu dilakukan statu pengujian statistik. Uji

statistik yang digunakan hádala analisis variansi dua jalan. Hasil pengujian

analisis variansi dua jalan tersebut hádala sebagai indikator ada tidaknya pengaruh

variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata Pahat.

Besarnya pengaruh masing-masing variabel dan interaksi antara kedua

variabel tersebut dapat ditunjukkan pada Tabel 11.

Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan.

Keterangan:

A : Variasi Kecepatan Putar Spindel

B : Variasi Bahan Mata Pahat

Sumber Variasi DK JK KT FObservasi FTabel p

Rata-rata Perlakuan

A

B

AB

Kekeliruan (E)

1

2

1

2

12

40,0214

2,3647

0,5134

0,01661

0,4719

1.18234

0,51342

0,01661

0,03932

30,07

13,06

7,42

6,93

9,33

6,93

< 0,01

< 0,01

< 0,01

Jumlah 18 43,4046


commit to user

44

AB: Pengaruh bersama (interaksi) antara Variasi Kecepatan Putar Spindel dan

Variasi Bahan Mata Pahat.

Menurut rangkuman hasil uji F untuk anava dua jalan pada Tabel 11

diatas dapat diambil keputusan uji sebagai berikut:

a. Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel Terhadap Tingkat Kehalusan

Permukaan Hasil Pembubutan Baja EMS 45 (Fraktor A).

Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 30,07 dan FTabel = 6,93 pada taraf

signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh

variasi kecepatan putar spindel terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja

hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A dan hipotesis dapat

diterima.

Pengaruh Variasi Bahan Mata Pahat Terhadap Tingkat Kehalusan Permukaan

Hasil Pembubutan Baja EMS 45 (Faktor B).


signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh

variasi bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil

pembubutan dengan mesin CNC TU-2A dan hipotesis kedua dapat diterima.

Pengaruh Bersama (Interaksi) antara Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan

Mata Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 Pada Mesin CNC –

TU2A.


signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan ada pengaruh bersama

(interaksi) Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan Mata Pahat Terhadap

Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 Pada Mesin CNC –TU2A, jadi hipotesis

ketiga tidak diterima. Penggunaan kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat

menghasilkan kehalusan yang semakin besar dan kekasaran permukaan semakin

kecil, yaitu pada variasi bahan mata pahat karbida pada kecepatan putar spindle

3200rpm senilai 2,110. Penggunaan tingkat kecepatan putar spindle kecil dan

bahan mata pahat HSS, akan menghasilkan kehalusan permukaan semakin kecil

dan kekasaran permukaan semakin besar, yaitu pada variasi bahan mata pahat

HSS dengan kecepatan putar spindle 50rpm senilai 0,880.(tabel 8)


commit to user

45

2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan

Perbedaan reratanya agar diketahui secara jelas, maka setelah melakukan

analisis menggunakan analisis varian dua jalan, dilanjutkan dengan uji komparasi

ganda. Uji komparasi ganda setelah anava dua jalan manggunakan uji Scheffe.

Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris.

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (p-1)Fα;p-1;N-p

Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom.

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs > (q-1)Fα;q-1;N-pq

Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Baris yang Sama.

No. Komparasi FObs (pq-1)Fα;pq-1;N-pq Kesimpulan

1

2

3

FA1B1 – A2B1

FA1B1 – A2B2

FA3B1 – A3B2

57,87

51,37

23,59

13,86

13,86

13,86

Berbeda Signifikan

Berbeda Signifikan

Berbeda signifikan

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (pq-1)Fα;pq-1;N-pq

No. Komparasi FObs (p-1)Fα;p-1; N-pq Kesimpulan

1

2

3

FA1 - A2

FA1 – A3

FA2 – A3

6,79

58.19

25.23

13,86

13,86

13,86

Berbeda Tidak Signifikan

Berbeda Signifikan

Berbeda Signifikan

No. Komparasi FObs (q-1)Fα;q-1;N-pq Kesimpulan

1 FB1 – B2 26,12 9,33 Berbeda Signifikan


commit to user

46

Tabel 15. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Kolom yang Sama. No. Komparasi FObs (pq-1)Fα;pq-1;N-pq Kesimpulan

1

2

3

4

5

6

FA1B1 – A2B1

FA1B1 – A3B1

FA2B1 – A3B1

FA1B2 – A2B2

FA1B2 – A3B2

FA2B2 – A3B2

5,41

36,14

27,58

1,85

30,81

11,68

25,30

25,30

25,30

25,30

25,30

25,30

Berbeda tidak Signifikan

Berbeda Signifikan

Berbeda signifikan

Berbeda tidak Signifikan

Berbeda Signifikan

Berbeda tidak signifikan

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (pq-1)Fα;pq-1;N-pq

Hasil perhitungan uji Scheffe pasca anava menunjukkan bahwa rataan

masing-masing hasil uji Scheffe antar baris dengan hasil semua H0 ditolak, ini

berarti ada perbedaan yang sangat signifikan komparasi antar baris pada taraf signifikan

0,01. Uji Scheffe rataan antar kolom dengan hasil H0 ditolak, ini berarti menunjukkan

ada perbedaan yang sangat signifikan antar kolom pada taraf signifikan 0,01.

D. Pembahasan Hasil Analisis Data

Analisis data berdasarkan hasil penelitian daya motor dapat dikemukakan

pembahasannya sebagai berikut:

1. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh antara variasi kecepatan putar

spindel terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja

EMS 45 adalah FA lebih besar daripada FTabel pada taraf signifikansi 0,01,

maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada pengaruh yang signifikan antara

variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan benda kerja

hasil pembubutan Baja EMS 45, hal ini karena perubahan kecepatan putar

spindel mengakibatkan putaran benda kerja juga berubah sesuai dengan

tingkat kecepatan putar spindel yang digunakan dan dapat mempengaruhi

tingkat kehalusan serta perbedaan kehalusan permukaan saat dilakukan


commit to user

47

pembubutan. Kecepatan putar spindel yang tinggi akan menghasilkan

permukaan yang lebih halus bila dibandingkan dengan kecepatan rendah.

2. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh variasi bahan mata pahat terhadap

tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan Baja EMS 45

dengan mesin CNC-TU2A adalah FB pada taraf signifikansi 0,01, dapat ditarik

kesimpulan bahwa terdapat pengaruh yang sangat signifikan antara variasi

bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil

pembubutan dengan mesin CNC-TU2A. Pengaruh ini disebabkan perubahan

variasi bahan mata pahat mengakibatkan tingkat kekerasan bahan mata pahat

juga berubah. Perbedaan ini akan dapat mempengaruhi besarnya gesekan yang

terjadi akibat benda kerja dan pahat. Semakin keras bahan pahat yang

digunakan, akan menghasilkan permukaan yang lebih halus.

3. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh bersama (interaksi) antara variasi

kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan

permukaan Baja EMS 45 adalah FAB lebih besar daripada FTabel pada taraf

signifikansi 0,01, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada interaksi antara

variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap

kehalusan permukaan baja EMS 45, hal ini karena perubahan variasi

kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat yang berbeda-beda

merupakan suatu interaksi yang baik agar dapat menentukan tingkat kehalusan

yang diinginkan, karena hasil akhir dari pengerjaan bahan dari pembubutan

yang dibutuhkan dalam setiap produksi adalah kerataan atau kehalusan

permukaan. Proses pembubutan dengan CNC-TU2A membutuhkan suatu

ketelitian dalam menentukan besar kecepatan putar spindel yang tepat dan

bahan mata pahat yang sesuai dengan bahan yang dibubut.

4. Komparasi ganda pasca anava yang dilakukan dengan menggunakan uji

Scheffe menunjukan bahwa tingkat kehalusan permukaan pada semua

perlakuan mempunyai perbedaan. Tabel 12 menunjukkan hasil komparasi

rataan antar baris (variasi kecepatan putar spindel) dari data eksperimen yang

telah dilakukan, dapat dilihat bahwa keseluruhan FObservasi lebih besar dari

kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada semua variasi kecepatan putar


commit to user

48

spindel berpengaruh terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Tabel 13

menunjukkan hasil komparasi rataan antar kolom (variasi bahan mata pahat)

dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa FObservasi lebih

besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada variasi bahan mata

pahat berpengaruh terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Tabel 14

menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam baris yang sama dari data

eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa sebagian besar FObservasi

lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada sebagian besar

variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat bebeda

pengaruhnya terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45. Tabel 15

menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam kolom yang sama dari

data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa sebagian besar

FObservasi lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada

sebagian besar variasi kecepatan putar spindel dan variasi jenis bahan mata

pahat bebeda pengaruhnya terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil

pembubutan dengan mesin CNC-TU2A.

5. Tabel 8 yang merupakan rangkuman hasil penelitian tingkat kehalusan

permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A, dapat

dilihat tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 pada variasi kecepatan

putar spindel 50rpm dan bahan mata pahat HSS yang paling maksimal 2,110,

hal ini karena variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat

yang berbeda-beda merupakan suatu interaksi yang baik agar dapat

menentukan tingkat kehalusan

6. Gambar 15 merupakan grafik pengaruh variasi keceptan putar spindel dan

variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Grafik

tersebut dibuat berdasarkan data tingkat kehalusan permukaan benda kerja dari

hasil penelitian. Tingkat kehalusan permukaan yang paling rendah sebesar

0,880 saat perlakuan variasi kecepatan putar spindel 50rpm dan variasi bahan

mata pahat HSS, sedangkan tingkat kehalusan permukaan maksimal sebesar

2,110 ketika perlakuan variasi kecepatan putar spindel 3200rpm dan variasi

bahan mata pahat Karbida, hal ini disebabkan karena kekerasan bahan mata


commit to user

49

pahat dan variasi kecepatan putar spindel akan mempengaruhi ketahanan dan

besarnya gesekan yang terjadi akibat benda kerja dan pahat waktu proses

pembubutan dengan mesin CNC-TU2A.


commit to user

49

BAB V

SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan Penelitian

Hasil dari penelitian tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 yang

dilakukan dan mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan

sebagai berikut:

1. Ada pengaruh yang signifikan variasi kecepatan putar spindel terhadap

kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan Mesin CNC-

TU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa

FObservasi = 30,07lebih besar dari FTabel = 6,93 (FObservasi > FTabel) pada taraf

signifikansi 1%. Semakin tinggi kecepatan putar spindel kehalusan semakin

meningkat.

2. Ada pengaruh yang signifikan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan

permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan Mesin CNC-TU2A, hal ini

ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi =

13,06 lebih besar dari FTabel = 9,33 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi

1%.

3. Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan variasi kecepatan putar

spindel dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45

hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil

uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi = 7,22 lebih besar dari FTabel

= 6,93 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi 1%.

49


commit to user

50

B. Implikasi

Hasil dari penelitian daya motor tersebut yang didukung oleh landasan

teori yang telah dikemukakan tentang variasi kecepatan putar spindel dan bahan

mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda verja, dapat diterapkan ke dalam

beberapa implikasi sebagai berikut:

1. Implikasi teoritis

Penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi keceptan putar spindel dan

bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan

dengan mesin CNC-TU2A. Hasil penelitian ini dapat dijadikan dasar

pengembangan penelitian selanjutnya yang relevan sesuai dengan masalah yang

dibahas sebagai bukti dan pendukung teori yang telah dikemukakan sebelumnya

bahwa tingkat kehalusan permukaan salah satunya dipengaruhi oleh variasi

kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat.

2. Implikasi praktis

Penelitian ini dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk mandapatkan

tingkat kehalusan benda kerja yang maksimal dengan variasi kecepatan putar

spindel dan bahan mata pahat, disamping itu digunakan untuk pertimbangan

perusahaan agar lebih mempertimbangkan bahan mata pahat dan kecepatan putar

spindel terhadap tingkat kehalusan permukaan pada proses pembubutan Baja EMS

45 dengan mesin CNC-TU2A.

C. Saran

Berdasarkan penelitian yang diperoleh dan implikasi yang ditimbulkan,

dapat disampaikan saran sebagai berikut :

1. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis sangat baik kalau dianalisa

faktore-faktor atau variabel-variabel lain yang mempengaruhi tingkat

kehalusan permukaan pada proses pembubutan baja EMS 45 dengan

mesin CNC-TU2A.


commit to user

51

2. Untuk menghasilkan tingkat kehalusan permukaan yang paling tinggi

dapat dilakukan dengan memilih kecepatan putar spindel 3200rpm dan

bahan mata pahat karbida. Sebagai bahan pertimbangan dalam proses

produksi.

3. Penelitian ini diharapkan sebagai langkah awal bagi peneliti lain yang

akan mengadakan penelitian yan grelevan di masa mendatang, diharapkan

penelitian ini dijadikan bahan masukan dan pertimbangan dalam

melakukan penelitian.

pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan bahan pahat ...

Documents

Transcript of pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan bahan pahat ...