PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTARAN SPINDLE

MESIN BUBUT TERHADAP KEAUSAN TEPI DAN UMUR

PAHAT HSS TIPE BOHLER MO PADA MATERIAL ST42

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik (S1)

Disusun Oleh :

NOVIAN YONANDA SAPUTRA

201310120311122

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTARAN SPINDLE MESIN BUBUT

TERHADAP KEAUSAN TEPI DAN UMUR PAHAT HSS TIPE BOHLER MO

PADA MATERIAL ST42

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh

Nama : Novian Yonanda Saputra

NIM : 201310120311122

Malang, 27 Oktober 2018

Yang telah disahkan oleh :

vi

SURAT PERNYATAAN

KEASLIAN TULISAN

Yang bertanda tangan di bawah ini

Nama : Novian Yonanda Saputra

NIM : 201310120311122

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

: Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

1. Tugas Akhir dengan judul:

PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTARAN SPINDLE MESIN

BUBUT TERHADAP KEAUSAN TEPI DAN UMUR PAHAT HSS

TIPE BOHLER MO PADA MATERIAL ST42

Adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat

karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar

akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian ataupun

keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan

disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat

unsur-unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini

DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA

PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan hukum

yang berlaku.

3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK

BEBAS ROYALTI NON EKSKLUSIF.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan

sebagaimana mestinya.

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp (0341) 464318-21 Psw. 127

Fax (0341) 460782 Malang 65144

iv

Nama : Novian Yonanda Saputra

NIM : 201310120311122

Program Studi : Strata Satu (S1)

Judul : Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Spindle Mesin Bubut

Terhadap Keausan Tepi dan Umur Pahat HSS tipe BOHLER MO

Pada Material ST42

Pembimbing I : Murjito, ST, MT

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp (0341) 464318-21 Psw. 127

Fax (0341) 460782 Malang 65144

v

Nama : Novian Yonanda Saputra

NIM : 201310120311122

Program Studi : Strata Satu (S1)

Judul : Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Spindle Mesin Bubut

Terhadap Keausan Tepi dan Umur Pahat HSS tipe BOHLER

MO Pada Material ST42

Pembimbing II : Dr. Nur Subeki, ST, MT

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Segala Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala

rahmat hidayah Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat

beserta salam semoga senantiasa terlimpah curahkan kepada Baginda Nabi

Muhammad Shallallahu 'alaihi wasallam, kepada keluarganya, para sahabatnya,

hingga para umatnya hingga akhir zaman.

Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana pada Program Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang. Judul yang diajukan penulis adalah “Pengaruh Variasi

Kecepatan Putaran Spindle Mesin Bubut Terhadap Keausan Tepi dan Umur

Pahat HSS Tipe BOHLER MO Pada Material ST42”

Penulis menyadari kelemahan serta keterbatasan yang ada sehingga dalam

menyelesaikan skripsi ini memperoleh bantuan dari berbagai pihak, dalam

kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan banyak terimakasih kepada :

1. Bapak Murjito, ST, MT selaku Ketua Jurusan, dan dosen Pembimbing I

Teknik Mesin UMM yang telah memberikan waktu bimbingan dan arahan

selama penyusunan skripsi ini.

2. Bapak Dr. Nur Subeki, ST, MT, selaku dosen Pembimbing II yang selalu

memberikan waktu bimbingan dan arahan selama penyusunan skripsi ini.

3. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah memberikan ilmunya kepada penulis.

x

4. Seluruh Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Malang yang telah melayani segala urusan administratif dengan baik.

5. Kedua orang tua, kakak dan keluarga atas jasa-jasanya, kesabaran, doa yang

selalu diberikan dan tidak pernah lelah mendidik dan memberi cinta yang

tulus dan ikhlas kepada penulis semenjak kecil.

6. Seluruh karyawan Bengkel Yono terutama mas Agus Priyono yang telah

membantu dalam pengerjaan proses permesinan, dan juga untuk atasan

Bengkel Yono yang telah mengijinkan untuk melakukan penelitian skripsi

saya.

7. Teman-teman sahabat Teknik Mesin Kelas C dan seluruh mahasiswa Teknik

Mesin angkatan 2013.

8. Teman – teman kostan sekaligus teman-teman Squad WILD Mobile Legend

Bang Bang ( Ilham Dwi Wijaya, ST, Rachmad Arbi Muzaqi, ST, Taufik Puji

Santoso, ST, Bayu Hidaya, Moch Sapta. A) yang selalu menghibur dan

mendukung saya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan baik isi

maupun susunannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat tidak hanya bagi penulis

juga bagi para pembaca.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, 24 Oktober 2018

Novian Yonanda Saputra

xi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ........................................................................................................................ i

POSTER .......................................................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................................... iii

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI.............................................................................. iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ................................................ vi

ABSTRAKSI INDONESIA ....................................................................................................... vii

ABSTRAKSI INGGRIS ............................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR ................................................................................................................. ix

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

DAFTAR TABEL......................................................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................... 4

1.3 Tujuan .......................................................................................................................... 4

1.4 Batasan Masalah ........................................................................................................ 4

1.5 Manfaat Penulisan ..................................................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Klasifikasi Proses Pemesinan .................................................................................. 6

2.2 Elemen Dasar Proses Pemesinan ............................................................................ 9

2.3 Proses Membubut (Turning) .................................................................................... 11

2.4 Material Pahat ............................................................................................................. 15

2.5 HSS (High Speed Steels) .......................................................................................... 18

2.5.1 HSS Konvensional .......................................................................................... 21

2.6 Geometri Pahat ........................................................................................................... 25

2.7 Elemen, Bidang, dan Mata Potong Pahat .............................................................. 27

2.7.1 Elemen Pahat..................................................................................................... 27

2.7.2 Bidang Pahat ..................................................................................................... 28

xii

2.7.3 Mata Potong ...................................................................................................... 29

2.8 Sistem Referensi Pahat.............................................................................................. 31

2.9 Optimisasi Geometri Pahat ...................................................................................... 34

2.9.1 Sudut Bebas Orthogonal ................................................................................. 34

2.9.2 Sudut Potong Utama ........................................................................................ 36

2.10 Kerusakan dan Keausan Pahat .............................................................................. 38

2.10.1 Bidang aktif pahat yang mengalami kerusakan ....................................... 39

2.10.2 Mekanisme Keausan Tepi Pahat................................................................. 42

2.11 Umur Pahat ............................................................................................................... 43

2.12 Baja ............................................................................................................................. 45

2.12 Baja ST42 .................................................................................................................. 47

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan ........................................................................................................... 50

3.2 Diagram Alir Penelitian ............................................................................................ 53

3.3 Objek Penelitian ......................................................................................................... 54

3.4 Proses Pemesinan ....................................................................................................... 54

3.5 Parameter Kondisi Pemotongan .............................................................................. 55

3.6 Proses Pengujian Keausan ........................................................................................ 56

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Proses Pemesinan................................................................................... 57

4.1.1 Perhitungan Kecepatan Potong ..................................................................... 58

4.1.2 Perhitungan Kecepatan Makan ..................................................................... 59

4.1.3 Perhitungan Waktu Pemotongan .................................................................. 60

4.1.4 Perhitungan Luas Keausan Pada Pahat ....................................................... 62

4.1.5 Perhitungan Persentase Keausan Pahat ....................................................... 63

4.2 Data Hasil Pengujian Keausan Tepi ....................................................................... 65

4.3 Grafik ............................................................................................................................ 67

4.4 Pembahasan ................................................................................................................. 71

xiii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan.................................................................................................................. 73

5.2 Saran ............................................................................................................................. 74

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi proses pemesinan menurut jenis mesin perkakas ......................... 8

Tabel 2.2 Klasifikasi pahat HSS menurut komposisinya.................................................... 21

Tabel 2.3 Proses laku panas bagi HSS konvensional ........................................................... 23

Tabel 2.4 Batas keausan tepi kritis pada pahat ...................................................................... 39

Tabel 2.5 Standar Nasional Baja untuk keperluan struktural umum ............................... 49

Tabel 3.1 Parameter kondisi pemotongan .................................................................................. 55

Tabel 4.1 Data hasil proses pemesinan ....................................................................................... 58

Tabel 4.2 Data hasil pengujian keausan tepi .......................................................................... 65

Tabel 4.3 Data hasil hubungan antara keausan tepi dengan umur pahat.............................. 66

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Klasifikasi proses pemesinan menurut jenis gerakan relatif pahat ........ 7

Gambar 2.2. Mesin bubut (Lathe) ................................................................................................ 11

Gambar 2.3. Proses Membubut ................................................................................................... 12

Gambar 2.4. Sejarah perkembangan material pahat ditinjau dari segi potong ........... 16

Gambar 2.5. Kekerasan berbagai jenis bahan pahat pada temperature kerja yang tinggi

(Hot Hardness) dan kekerasannya pada temperature ruang setelah mengalami

temperature kerja yang tinggi selama beberapa saat ......................................... 17

Gambar 2.6. Pahat HSS (High Speed Steel)............................................................................ 19

Gambar 2.7. Orientasi pada bidang pahat................................................................................ 26

Gambar 2.8. Bagian-bagian dari pahat bubut ......................................................................... 31

Gambar 2.9. Sistem Referensi Pahat ........................................................................................... 33

Gambar 2.10. Umur pahat T sebagai fungsi dari sudut bebas orthogonal αo ............... 36

Gambar 2.11. Pengaruh sudut Kr terhadap gaya radial Fx ..................................................... 38

Gambar 2.12. Keausan kawah dan keausan tepi ....................................................................... 40

Gambar 2.13. Keausan tepi berdasarkan standar ISO 3685 : 1993 .................................. 41

Gambar 2.14. Pertumbuhan keausan tepi untuk gerak makan tertentu dan kecepatan

yang berbeda ........................................................................................................... 44

Gambar 2.15. Baja karbon rendah ............................................................................................... 46

Gambar 2.16. Baja karbon menengah ......................................................................................... 46

Gambar 2.17. Baja karbon tinggi ................................................................................................. 47

Gambar 3.1. Mesin Bubut BOOHI CS6266C ............................................................... 50

Gambar 3.2. Pahat HSS (High Speed Steel) .............................................................................. 51

Gambar 3.3. Mikroskop Elektron ................................................................................................ 51

Gambar 3.4. Jangka Sorong (Vernier Caliper) ......................................................................... 52

Gambar 3.5. Material Benda Kerja Baja Karbon Rendah (ST42)............................... 52

Gambar 3.6. Diagram Alir Penelitan ........................................................................................... 53

Gambar 4.1. Luas Keausan Pahat ................................................................................................ 62

Gambar 4.2. Grafik pengaruh variasi putaran mesin dengan kecepatan potong ................ 67

xvi

Gambar 4.3. Grafik pengaruh variasi putaran mesin dengan keausan tepi.......................... 68

Gambar 4.4. Grafik pengaruh kecepatan potong dengan keausan tepi ................................ 69

Gambar 4.5. Grafik pengaruh keausan tepi dengan umur pahat............................................ 70

DAFTAR PUSTAKA

Bayuseno, 2010. Kajian pustaka tentang keausan pada pahat bubut. Semarang

Budiman, Richard, 2007. Analisis umur dan keausan pahat karbida untuk

membubut baja paduan (ASSAB 760) dengan metoda variabel speed

machining test. Padang

Dalimunthe, 2009. Pengaruh Kecepatan Potong Terhadap Umur Pahat HSS Pada

Proses Pembubutan AISI 4340. Lampung

Dewangga, Nugraha, dan Dantes, 2017. Analisa Variasi Kecepatan Putaran Mesin

Bubut Terhadap Keausan Pada Alat Potong HSS. Singaraja

Nugroho, Senoaji, 2010. Karakterisasi Pahat Bubut HSS BOHLER Tipe M2 dan

Cold Work Tool Steel (A8). Diponegoro

Nyangasi, Materials for Machine Part. University of Nairobi

Qamaruddin, Rahmanto, 2010. Analisis Kekerasan dan Keausan Pahat Bubut HSS.

Bekasi

Rochim, 1985. Teori dan Teknologi Proses Pemesinan. Bandung

Supriyanto, 2017. Pengaruh Variasi Merk Pahat HSS (High Speed Steel) Terhadap

Keausan Pahat Pada Material ST37. Kediri