1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dunia industri di Indonesia berkembang dengan begitu cepat, demikian

juga perkembangan pada bidang konstruksi. Baja konstruksi sebagai komponen

utama konstruksi memegang peranan yang sangat penting pada bidang tersebut.

Bidang konstruksi sekarang ini mengarah pada penekanan biaya produksi dan

mempercepat proses produksinya. Hal ini jelas bertujuan untuk meningkatkan

efektifitas, efisiensi, dan produktifitas perusahaan yang akhirnya akan

meningkatkan profit bagi perusahaan itu sendiri.

Salah satu tahapan kerja dalam pembangunan konstruksi adalah pekerjaan

sambungan yaitu menyambung satu bagian konstruksi dengan bagian konstruksi

yang lainnya. Penyambungan dapat dilakukan dengan proses las (weld joint),

sambungan keling (rivet joint) maupun sambungan mur baut (bolt nut joint). Pada

pekerjaan sambungan dengan keling maupun mur baut diawali dengan proses

pelubangan. Besar kecilnya lubang dan jumlah lubang sangat tergantung pada

besar kecilnya konstruksi yang juga berkaitan dengan besar kecilnya beban yang

diterima bagian konstruksi tersebut. Secara umum besar diameter lubang untuk

konstruksi baja bangunan bertingkat umumnya dapat mencapai diameter 24 mm.

Pembuatan lubang keling atau baut dengan diameter besar atau lebih besar dari 10

mm umumnya dibuat melalui tiga tahapan proses perbesaran lubang, yaitu

dimulai dengan diameter bor 4 mm kemudian diameter 10 mm dan yang terakhir

diameter yang dikehendaki yaitu 18 mm, 22 mm, atau 24 mm. Proses tersebut

2

membutuhkan banyak waktu yaitu waktu untuk proses pengeboran itu sendiri

yang dilakukan bertahap sesuai diameter lubang ditambah dengan waktu untuk

penggantian mata bor.

Penelitian-penelitian sebelumnya mengenai proses pengeboran telah

banyak dilakukan, antara lain oleh : Wei Zhang dan Fengbao He, 2003, meneliti

tentang pengaruh perubahan drill point pada twist drill guna menimimalkan panas

yang timbul pada saat melakukan pengeboran material manganese steel. Hasil

dari perubahan drill point tersebut adalah menambah umur twist drill 33% lebih

lama dibandingankan conventional drill. J.Pradeep Kumar dan P.Packiaraj, 2012,

meneliti tentang kekasaran lubang hasil pengeboran akibat dari keausan mata bor

sebagai efek perbedaan drilling parameter seperti : cutting speed, feed, dan

diameter bor. Hasilnya adalah parameter pengeboran sangat mempengaruhi

kekasaran permukaan, keausan bor, material removal rate dan penyimpangan

diameter lubang . Liao dan Lin, 2007, meneliti tentang bebutuhan minimum

cutting fluid pada pemotongan menggunakan material High Speed Milling

hardened Steel dan pengaruhnya pada keausan mata potong insert carbide.

Hasilnya adalah proses pemotongan dengan lubrication memperpanjang umur

pahat, memperkecil gaya potong dan kekasaran permukaannya lebih halus. K.

Ramesh, 2012 , meneliti tentang kestabilan pahat boring pada proses pembubutan,

yang di fokuskan pada pemberian material yang dapat mengurangi pengaruh

getaran yang di akibatkan proses pemotongan pahat. Namun semua penelitian

diatas terfokus pada faktor parameter pemotongan terhadap lubang yang

dihasilkan. Pada penelitian ini nanti akan di fokuskan pada perancangan dan

3

pembuatan pahat bor multidiameter yang disesuaikan dengan kebutuhan lubang

pada baja konstruksi dan pengujiannya pada mesin bor magnet.

1.2. Perumusan Masalah

Dalam rangka meningkatkan kecepatan kerja dalam pembuatan sebuah

lubang, maka akan dirancang sebuah pahat bor multidiameter yang bisa membuat

lubang pada baja konstruksi, dimana hasil rancangan tersebut dapat menghasilkan

lubang dengan sekali proses pengeboran, dan prototipe hasil rancangan pahat bor

multidiameter kemampuannya dalam membuat lubang akan diinvestigasi.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah merancang pahat bor multidiameter yang

mampu membuat lubang diameter 24 mm pada material baja lunak ( Mild Steel )

dengan sekali proses pengeboran.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah pahat bor multidiameter yang dihasilkan

dapat membantu dalam pengerjaan pembuatan lubang pada baja konstruksi,

dengan waktu yang lebih cepat , menurunkan beban kerja operator dan

menghasilkan lubang pengeboran yang masuk dalam batasan toleransi

sambungan mur baut, sehingga tidak diperlukan lagi proses pengeboran yang

berulang-ulang dengan mengganti-ganti diameter mata bor.

4

1.5. Ruang Lingkup Penelitian

Untuk membatasi permasalahan yang terjadi berkaitan dengan penelitian,

ada beberapa hal yang menjadi batasan yaitu :

1. Ketebalan pelat yang akan dibuat lubang pada baja konstruksi

maksimal 10 mm dengan diameter lubang 24 mm.

2. Material yang akan di buat lubang adalah baja lunak ( Mild Steel ).

3. Putaran spindle diasumsikan konstan ( 320rpm, sesuai mesin bor

magnet ).

4. Pemakanan (feeding) dilakukan secara manual, dan diasumsikan

konstan.

5

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Jig and fixture

Jig adalah alat khusus yang berfungsi untuk memegang, menahan, atau

diletakkan pada benda kerja yang berfungsi untuk menjaga posisi benda kerja dan

membantu atau mengarahkan pergerakan pahat. Proses pengembangan alat bantu ,

metode, dan teknik dibutuhkan untuk meningkatkan efisiensi dan produktivitas

manufaktur.

Tujuan digunakan alat Bantu :

1. Menurunkan biaya manufaktur.

2. Menjaga kualitas.

3. Meningkatkan produksi.

2.1.1. Clamping device ( milling vise ) Clamping merupakan bagian jig fixture yang berfungsi mencekam benda

kerja sehingga posisi benda kerja tidak berubah selama proses permesinan.

Aturan dasar clamping, posisi klem :

1. Selalu bersentuhan dengan benda kerja pada posisi rigid.

2. Untuk menghindari defleksi benda kerja dapat digunakan alat

Bantu.

3. Posisi klem tidak boleh menggangu pergerakan pahat.

4. Posisi klem tidak boleh menggangu kerja operator.

Salah satu penggunaan clamping device yaitu pada mesin drilling ( drilling vise )

atau yang biasa disebut tanggem atau ragum. (Lingaiah, 2001)

6

2.1.2. Pertimbangan ekonomis jig and fixture

Ekonomi desain berawal dari kebutuhan untuk memeperoleh produktivitas

maksimum dengan biaya serendah mungkin.

Prinsip ekonomi desain :

1. Sederhana ( Simplicity ) : Desain harus dibuat sesederhana mungkin,

dimana untuk setiap part harus dipikirkan penghematan waktu,

material, dan biaya yang dimungkinkan.

2. Pemakaian material yang sudah terbentuk : Material awal yang

berbentuk sesuai profil dapat menurunkan ongkos karena menghemat

berbagai operasi permesinan.

3. Pemakaian komponen standar : Pemakaian komponen standar yang

tersedia di pasaran dapat meningkatkan kualitas alat dan menurunkan

biaya permesinan.

4. Hindarkan operasi tambahan pada bagian yang tidak perlu : Lakukan

operasi tambahan hanya pada bagian yang signifikan ( memerlukan

kualiatas, toleransi atau suaian presisi).

5. Toleransi dan Suaian secukupnya : Toleransi yang berlebihan hanya

menaikkan biaya permesinan.

6. Sederhanakan gambar : Gambar yang sederhana dan jelas akan

menurunkan ongkos total, gunakan simbol untuk menggantikan

gambar detail, hindarkan pandangan yang berlebihan, gunakan nomor

atau nama part untuk menjelaskan komponen standar (gunakan tabel).

7

2.2. Bor Multidiameter

Merupakan sebuah alat yang digunakan untuk membuat sebuah lubang

dan biasa dipasang pada mesin bor (drilling machine) . Mesin bor seperti mesin

milling yang spindlenya dapat turun secara otomatis ataupun manual

menggunakan feeding yang dapat diatur kecepatannya. Pemakanan benda kerja

dengan menggeser posisi tool kearah bawah sampai memotong benda kerja

sehingga menghasilkan diameter benda kerja seperti yang diinginkan. Jenis alat

potongnya dapat dari material HSS (High Speed Steel) atau dengan Cemented

carbide tergantung dari material benda kerja yang akan dipotong.

Berikut ini adalah contoh sebuah alat bor multidiameter dengan ukuran

diameter tertentu.

Gambar 2.1 Alat bor multidiameter. (Ostwalt. F Phillip, Monoz Jairo, 1997)

8

Dalam prinsip kerja pekerjaan boring ada 2 macam pekerjaan yang

dapat dilakukan yaitu pembuatan lubang tembus dan pembuatan lubang

tidak tembus. Berikut ini adalah sudut-sudut yang biasa digunakan untuk

proses pembuatan lubang tembus, dapat dilihat seperti Gambar 2.2

dibawah ini

Gambar 2.2 Sudut pemotongan tool untuk lubang tembus. (Ostwalt. F Phillip, Monoz Jairo, 1997)

2.2.1. Alat potong

Alat potong digunakan untuk mengurangi benda kerja . Alat potong ini

terbuat dari unalloyed tool steel, alloy tool steel, cemented cabide, diamond tips,

ceramic cutting material. Umurnya tergantung dari jenis bahan dasarnya, bentuk

sisi potong dan pengasahannya.

Sifat-sifat bahan dasar alat potong . Bahan dasar alat potong harus

memiliki sifat-sifat :

1. Keras. ( agar cutting edge atau sisi potong dapat memotong benda

kerja ), dan ulet. ( sisi potong tidak mudah patah ).

2. Tahan panas. ( supaya ketajaman sisi potong tidak mudah aus atau

rusak ).

3. Tahan lama. ( secara ekonomis menguntungkan )

9

Jenis bahan dasar Alat potong .

1. Unalloyed tool steel. Adalah baja yang mengandung karbon 0,5-1.5%.

Kekerasannya akan hilang pada suhu 250 derajat celcius, oleh sebab

itu tidak cocok untuk kecepatan potong (cutting speed) tinggi.

Unalloyed tool steel dikenal dengan nama carbon steel atau tool

steel, hanya dipakai secara khusus.

2. Alloy tool steel. Baja ini mengandung karbon, kromium, vanadium,

dan molybdenum. Tentang macam campurannya ada baja campuran

tinggi dan rendah. High speed steel (HSS) adalah baja campuran tinggi

yang tahan terhadap keausan pada suhu sampai 600 derajat celcius.

Ketahanan tinggi tersebut dikarenakan mengandung tungsten. HSS ini

digunakan untuk pemotongan dengan kecepatan tinggi. Karena HSS

harganya sangat mahal maka hanya cutting edge-nya saja yang dibuat

dari HSS sedangkan tangkainya dibuat dari material carbon steel.

Cutting edge tersebut dilas pada tangkainya.

3. Cemented carbide. Digunakan untuk meningkatkan kemampuan alat

potong, susunan utamanya adalah : tungsten atau molybdenum, kobalt,

dan karbon. Cemented carbide ini dibrassing pada tangkai alat potong

yang terbuat dari carbon steel. Kelebihannya adalah pada suhu 900

derajat celcius cemented carbide ini masih mampu memotong dengan

baik dan dapat dilakukan pengasahan jika sudah tumpul, oleh sebab itu

dapat dipakai pada pengerjaan dengan putaran tinggi. Dengan

demikian waktu pengerjaan dipersingkat dan putaran yang tinggi

10

menghasilkan permukaan halus. Supaya memperoleh hasil seperti itu

kita perlu memilih cemented carbide yang cocok untuk berbagai

macam material yang akan dikerjakan.

4. Diamond tips. Dalam banyak hal cutting edge dari alat potong kerap

kali berupa diamond tips yang sangat keras dan tahan lama. Adapun

penggunannya untuk pengerjaan finishing pada mesin-mesin khusus.

5. Ceramic cutting materials. Material ini sangat keras, penggunaannya

seperti pada cutting tips yakni dipegang tangkainya.

2.2.2. Aplikasi Pahat Bor Multidiameter

Alat Bor Multidiameter sering digunakan dalam pembuatan lubang atau

memperbesar lubang dengan ukuran yang khusus tetapi tidak mengunakan alat

standar yang telah ada. Atau pembuatan lubang dengan satu kali proses

pemotongan dan dihasilkan lubang dalam waktu yang singkat, Misalnya

pembuatan lubang dengan ukuran diameter toleransi tertentu.

2.3. Teknologi Proses Pengukuran

Pada bermacam-macam jenis alat ukur akan ditemukan skala ukuran.

Skala tersebut menunjukkan satuan panjang yang berupa bagian dari meter, dapat

merupakan centimeter, milimeter, ataupun mikrometer yang menunjukkan

kecermatan alat ukur yang bersangkutan. Berdasarkan skala ini dapat dibaca

berapa panjang atau dimensi suatu dimensi objek ukur. Alat ukur yang

direncanakan dengan prinsip kerja tertentu dan dibuat sebaik mungkin, harus

11

dipakai dengan betul supaya harga yang ditunjukkan pada skala ukuran adalah

sesuai dengan harga besaran yang diukur. Bila hal ini tak dipenuhi akan terjadi

kesalahan (error). Kesalahan dapat diakibatkan oleh salah satu atau gabungan

beberapa faktor antara lain :

1. Kekeliruan pelaksanaan proses pengukuran

2. Kekurangsaksamaan pengontrolan jalannya proses pengukuran

3. Kesalahan pada alat ukurnya (ketidakbenaran skalanya)

Faktor pertama dan kedua di atas perlu dihindari dengan jalan mempelajari

teknologi pengukuran. Faktor ketiga dapat dihindari dengan melakukan kalibrasi.

Kalibrasi harus dilakukan dengan prosedur tertentu karena pada hakekatnya

mengkalibrasi serupa dengan mengukur yaitu membandingkan alat ukur (skalanya

atau harga nominalnya) dengan acuan yang dianggap lebih benar. Acuan yang

dianggap benar absolut boleh dikatakan tidak ada, dimana standar meter

berubah sesuai dengan kemajuan teknologi.

Tidaklah praktis jika penggaris dengan kecermatan 1 mm harus dikalibrasi

dengan Laser Interferometer (standar satuan panjang) yang mampu membaca

kesalahan sampai orde 1 nm. Jadi kalibrasi umumnya dilakukan sesuai dengan

kecermatan alat ukur yang bersangkutan, yaitu dengan membandingkan terhadap

alat ukur lain yang satu atau beberapa tingkat lebih tinggi kecermatan dan

kebenaran skalanya. (Rochim, Taufiq, 2001)

2.3.1. Jenis Alat Ukur dan Proses Pengukuran

Alat ukur geometrik bisa diklasifikasikan menurut prinsip kerja, kegunaan,

atau sifatnya. Dari cara klasifikasi ini yang lebih sederhana adalah klasifikasi

12

menurut sifatnya, dimana alat ukur geometrik dibagi menjadi 5 jenis dasar dan 2

jenis turunan yaitu :

Jenis Dasar

1. Alat ukur langsung

Mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi. Kecermatan rendah s/d

menengah (1 s/d 0,002 mm). Hasil pengukuran dapat langsung dibaca

pada skala tersebut.

2. Alat ukur pembanding atau komparator

Mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi. Umumnya memiliki

kecermatan menengah ( 0,01 mm ; cenderung disebut pembanding)

s/d tinggi (0,001 mm ; sering dinamakan komparator) tetapi kapasitas

atau daerah skala ukurnya terbatas.

3. Alat ukur acuan atau standar

Mampu menunjukkan suatu harga ukuran tertentu. Digunakan sebagai

acuan bersama-sama dengan alat ukur pembanding untuk menentukan

dimensi suatu obyek ukur. Dapat mempunyai skala seperti yang

dimiliki alat ukur standar yang dapat diatur harganya atau tidak

memiliki skala karena hanya mempunyai satu harga nominal.

4. Alat ukur batas

Mampu menunjukkan apakah suatu dimensi, bentuk, atau posisi

terletak di dalam atau di luar daerah toleransinya. Dapat memiliki

skala, tetapi lebih sering tidak memiliki skala karena memang

dirancang untuk pemeriksaan toleransi suatu objek ukur yang tertentu.

13

5. Alat ukur Bantu

Sebenarnya tidak termasuk sebagai alat ukur dalam arti yang

sesungguhnya akan tetapi memiliki peranan penting dalam

pelaksanaan suatu proses pengukuran geometrik.

Cara dan proses pengukuran . diklasifikasikan dalam beberapa jenis yaitu :

1. Pengukuran langsung

Proses pengukurannya dengan memakai alat ukur langsung. Hasil

pengukuran dapat langsung terbaca. Merupakan cara yang lebih

banyak dipilih karena proses pengukuran dapat cepat diselesaikan.

Seperti pengukuran dengan jangka sorong, mikrometer.

Contohnya dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini.

Gambar 2.3 Contoh pengukuran langsung. (Rochim, Taufig, 2001)

2. Pengukuran tak langsung

Proses pengukuran dilaksanakan dengan memakai beberapa jenis

alat ukur berjenis pembanding atau komparator, standar dan bantu.

Perbedaan harga yang ditunjukkan oleh skala alat ukur

pembanding sewaktu objek ukur dibandingkan dengan ukuran

standar dapat digunakan untuk menentukan dimensi objek ukur.

14

Proses pengukuran tak langsung umumnya berlangsung dalam

waktu yang relatif lama.

Gambar 2.4 Contoh pengukuran tak langsung. (Rochim, Taufig, 2001)

3. Pemeriksaan dengan kaliber batas

Pemeriksaan dilakukan untuk memastikan apakah objek ukur

memiliki harga yang terletak di dalam atau di luar daerah toleransi

ukuran, bentuk atau posisi. Objek ukur dianggap baik bila terletak

di dalam daerah toleransi dan dikatakan jelek bila batas

permukaannya berada di luar daerah toleransi yang dimaksud.

Proses pengukuran berlangsung cepat dan cocok untuk menangani

pemeriksaan kualitas geometrik produk hasil produksi massal.

Gambar 2.5 Contoh pengukuran dengan kaliber batas (Rochim, Taufig, 2001)

15

4. Perbandingan dengan bentuk acuan

Bentuk suatu produk misal, profil ulir atau roda gigi dapat

dibandingkan dengan suatu bentuk acuan yang ditetapkan atau

dibakukan pada layar ukur proyeksi. Pada prinsipnya pemerikasaan

seperti ini tidaklah menentukan dimensi ataupun toleransi suatu

benda ukur secara langsung, akan tetapi lebih kepada menentukan

tingkat kebenarannya bila dibandingkan dengan bentuk standar.

Gambar 2.6 Contoh pengukuran dengan perbandingan bentuk acuan (Rochim, Taufig, 2001)

5. Pengukuran geometrik khusus

Berbeda dengan pemeriksaan secara perbandingan, pegukuran

geometri khusus benar-benar mengukur geometri yang

bersangkutan. Dengan memperhatikan imajinasi daerah

toleransinya, alat ukur dan prosedur pengukuran dirancang dan

dilaksanakan secara khusus.

16

2.3.2. Penyimpangan dalam proses pengukuran

Pengukuran merupakan proses yang mencakup beberapa hal seperti benda

ukur, alat ukur, dan pengukur atau pengamat. Karena ketidaksempurnaan masing-

masing bagian ditambah dengan pengaruh lingkungan, maka bisa dikatakan

bahwa tidak ada satupun pengukuran yang memberikan ketelitian yang absolut.

Ada 2 istilah penting yang berkaitan erat dengan proses pengukuran, yaitu :

2.3.2.1. Ketelitian (accuracy)

Hasil pengusahaan proses pengukuran supaya mencapai sasaran

pengukuran yaitu menunjukkan harga sebenarnya alat ukur. Ketelitian

bersifat relatif yaitu kesamaan atau perbedaan antara harga hasil

pengukuran dengan harga yang dianggap benar, karena yang absolut

benar tidak diketahui. Setiap pengukuran dengan kecermatan yang

memadai, mempunyai ketidaktelitian yaitu adanya kesalahan yang bisa

berbeda-beda tergantung kondisi alat ukur, benda ukur, metoda

pengukuran, dan kecakapan pengukur.

2.3.2.2. Ketepatan atau Keterulangan (precision or repeatability)

Kewajaran proses pengukuran untuk menunjukkan hasil yang sama

jika pengukuran diulang secara identik. Dengan kecermatan alat ukur

yang memadai, hasil pengukuran yang diulang secara identik akan

menghasilkan harga-harga yang menyebar di sekitar harga rata-

ratanya. Semakin dekat harga-harga tersebut dengan harga rata-

ratanya, proses pengukuran memiliki ketepatan yang tinggi.

17

Jika istilah ketepatan dikaitkan pada target atau sasaran, bisa jadi

istilah ketelitian akan muncul mengikutinya. Bila daerah toleransi

dinyatakan sebagai daerah sasaran dan harga nominal objek ukur

adalah titik tengah daerah sasaran, ada 4 kemungkinan yang bisa

terjadi mengenai hasil pengukuran, (lihat Gambar 2.7) yaitu :

1. Proses pengukuran yang tak tepat dan tak teliti

2. Proses pengukuran yang tak tepat tetapi teliti

3. Proses pengukuran tepat tetapi tak teliti

4. Proses pengukuran tepat dan teliti.

Gambar 2.7 Empat kemungkinan dari hasil pengukuran

(Rochim, Taufig, 2001)

2.3.3. Faktor ketidaktelitian dan ketidaktepatan

Untuk proses pengukuran geometrik berbagai sumber yang bisa menjadi

faktor penyebab proses pengukuran menjadi tidak teliti dan tidak tepat adalah :

Alat ukur, benda ukur, posisi pengukuran, lingkungan, operator (pengukur dan

pengamat).

18

2.4. Perhitungan Gaya Pemotongan

Perhitungan gaya pemotongan twistdrill

Mata bor (twist drill) besarnya gaya potongnya dapat dihitung menggunakan

rumus sebagai berikut :

M = C x d1.9 x f0.8 (2.1)

T = K x d x f0.7 (2.2)

dimana :

M : Momen Puntir ( Nmm )

T : Gaya potong twist drill ( N )

C : Konstanta untuk momen puntir (Nmm) ( Table 2.1 )

K : Konstanta ( Steel = 84.7 ; Cast iron = 60.5 )

d : Diameter mata bor ( mm )

f : Kecepatan pemakanan / feed rate ( mm/put )

Tabel 2.1 The Constant C for torque calculations (Rao, P. N, 2000) Material Hardness, BHN Constant, C (Nmm)

Steel 200 616

300 795

400 872

Aluminium alloys 180

Magnesium alloys 103

Brasses 359

Rumus perhitungan kecepatan potong :

V = ( x D x N ) / 1000 (2.3) dimana :

V : Kecepatan potong / cutting speed ( m/min)

D : Diameter benda kerja ( mm )

N : Putaran ( rpm )

19

Perhitungan gaya pemotongan pahat bor

Rumus perhitungan gaya potong pahat dapat dihitung menggunakan rumus

sebagai berikut :

F = K x d x f (2.4)

dimana :

F : Gaya potong ( N )

K : Konstanta ( N/mm2 )

d : Kedalaman pemotongan / depth of cut ( mm )

f : Kecepatan pemakanan / feed rate ( mm/put )

Tabel 2.2

Constant K for power calculation (Rao, P. N, 2000) Material being cut K ( N/mm2 )

Steel, 100-150 BHN 1200

Steel, 150-200 BHN 1600

Steel, 200-300 BHN 2400

Steel, 300-400 BHN 3000

Cast iron 900

Brass 1250

Bronze 1750

Aluminium 700

Dalam proses pembuatan lubang mengunakan teknik pengeboran harus di ketahui

terlebih dahulu beberapa parameter dan besarannya, berikut ini adalah beberapa

rumus yang dapat digunakan untuk menghitung dan mengetahui parameter dan

besarannya tersebut.

Untuk menghitung kecepatan potong digunakan rumus :

Vc = 60000

n d (2.5)

Vc = kecepatan potong (m/min), d = diameter pahat bor (mm), dan n = putaran

spindel mesin (rpm).

20

Dengan melihat besarnya feeding (f) dan kecepatan potong (Vc), maka

berdasarkan Tabel 5, dapat di tentukan besarnya gaya akibat kecepatan potong

(kc) dalam satuan N/mm

Gambar 2.8 Luas penampang tatal pada proses pemotongan (Wilhelm,1978)

S = a f (2.6)

S = luas penampang tatal (mm2)

a = ketebalan tatal (mm)

f = lebar tatal (mm)

Fc = S kc (2.7)

Fc adalah gaya yang di timbulkan karena pemotongan pahat bor persatuan luas

dalam satuan Newton ( N ), kc = gaya potong spesifik ( N/mm2 )

Power spindle

Untuk menghitung volume tatal setiap menitnya digunakan rumus :

Q = a x f x Vc (2.8)

Q = volume tatal setiap menit ( cm3/min ), a = ketebalan tatal (mm), f = lebar tatal

(mm), Vc = kecepatan potong (m/min)

21

Untuk menghitung besarnya power spindle digunakan rumus :

P = Pu kh kr Q (2.9)

P = Power spindle (kW)

Pu = Average Power (kW/cm3/min) lihat, Tabel 2

kh = faktor koreksi, untuk mild steel, berdasarkan ketebalan tatal, lihat Tabel 3

kr = faktor koreksi, berdasarkan sudut potong = -10, lihat Tabel 3

Ft = VP 1000 (2.10)

V = cutting speed (mm/min)

Ft = gaya yang diakibatkan karena adanya gaya sentrifugal akibat dari putaran

spindel mesin bor magnet ( N ).

Fc merupakan gaya yang diakibatkan karena pemotongan benda kerja oleh alat

potong jenis carbide ( N ).

Perhitungan kekuatan bahan untuk membuat lubang

Fresultan = 22 FtFc (2.11)

Fresultan merupakan total gaya akibat putaran spindel mesin Ft ( N ) dan gaya akibat

pemotongan benda kerja dengan jenis pahat potong carbide Fc ( N ).

Mb = Fresultan x L (2.12)

Momen Bengkok Mb = hasil perkalian dari gaya total (N) dengan L = panjang

dari ujung pahat bor sampai pencekaman drill chuck (mm).

22

Momen puntir Mt ( Nmm ) yang diakibatkan oleh daya motor P (kW), dan putaran

spindel n ( rpm ) dapat dihitung menggunakan rumus :

Mt = nP 9550 (2.13)

Perhitungan untuk menentukan diameter pahat bor menggunakan momen puntir

yang terbesar yaitu Momen yang ditimbulkan oleh power spindle pemotongan

tatal P dalam satuan (kW).

Material yang digunakan untuk pembuatan pahat bor adalah st.60

Berdasarkan diagram Smith didapatkan nilai tegangan :

bw = Tegangan bengkok ganti / reverse bending strength (N/mm2)

bsch = Tegangan bengkok ulang / continous bending strength (N/mm2)

tsch = Tegangan puntir ulang / continous torque strength (N/mm2)

Angka keamanan untuk mesin perkakas =1,5

bijin =

bw (2.14)

Analisa diameter pahat bor multidiameter karena momen bengkok murni dapat di

hitung menggunakan rumus :

d = 3 )1,0/( bwMb (2.15)

Diameter pahat bor multidiameter karena momen bengkok = Mb mak (Nmm) dan

momen puntir = Mt (Nmm) akibat pemotongan dengan depth of cut dapat di

hitung menggunakan rumus :

0 = tsch

bw

73,1

= 23073,1

300

= 0,754 (2.16)

23

Besarnya momen gabungan dapat dianalisa dengan rumus :

Mv = 202 )(75,0 MtMb (2.17)

Hasil analisa besarnya diameter pahat bor dapat di hitung menggunakan dasar

Momen gabungan dan tegangan yang diijinkan.

d = 3 )1,0/( ijinbwMv (2.18)

Jadi diameter pahat bor multidiameter minimum dihitung berdasarkan momen

gabungan yaitu momen puntir akibat pemotongan tatal dan momen bengkok.

Analisa perhitungan kekuatan untuk baut pengunci berdasarkan diagram Smith,

kekuatan dan tegangan ijin dapat di hitung menggunakan rumus

A min = ijin

t

zF

(2.19)

Ft = gaya potong twist drill (N) , ijinz = tegangan ijin (N/mm2)

2.5. Proses Penyambungan dengan Metoda Brazing

Brazing adalah suatu proses penyambungan dua atau lebih logam oleh logam

pengisi dengan memanaskan daerah sambungan di atas 450C (temperature cair

logam pengisi) tanpa mencairkan logam induknya. Brazing adalah proses

penyambungan unik yang telah terbukti merupakan metode yang paling berguna

untuk menyambungkan material yang berbeda seperti logam atau keramik.

Sambungan brazing yang kuat dapat dicapai dengan pemilihan logam pengisi yang

sesuai, pembersihan permukaan logam sebelum di brazing dan mempertahankan

kebersihannya selama proses berlangsung, serta perancangan sambungan yang tepat.

24

Banyak material baru yang digunakan di industri yang sangat sulit dilas dengan las

busur listrik, maka brazing menjadi pilihan untuk proses penyambungan tersebut.

Beberapa contoh brazing dipilih sebagai proses manufaktur antara lain untuk

pemasangan carbide tip (mata pahat potong) pada pemegang (holder) dengan brazing

seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Pemasangan carbide tip pada pemegang dengan sambungan brazing ( Wiryosumarto dan Okumura, 2000) Jika dibandingkan dengan pengelasan, proses brazing mempunyai beberapa

perbedaan, antara lain :

1. Komposisi paduan brazing sangat berbeda dengan logam induk.

2. Kekuatan paduan brazing secara substansial lebih rendah dari logam induk,

3. Titik cair paduan brazing lebih rendah dari logam induk sehingga logam

induk tidak mencair dan ikatan terjadi akibat aksi kapiler.

4. Ikatan yang terjadi pada proses brazing memerlukan capilary action.

Dari perbedaan-perbedaan di atas, proses brazing mempunyai beberapa kelebihan

yaitu:

1. Semua logam dapat disambung dengan proses brazing, terutama untuk

logam yang berbeda, seperti penyambungan logam ferro dan non-ferro,

atau logam-logam dengan perbedaan titik cair yang besar.

25

2. Rendahnya temperatur pengerjaan mengurangi masalah yang berhubungan

dengan daerah pengaruh panas (heat affected zone), pembengkokan atau

distorsi.

3. Logam yang tipis dan bentuk rumit dapat disambungkan dengan baik.

4. Terbentuknya sambungan permanen yang kuat.

26

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN

3.1. Kerangka Berpikir

Proses pembuatan lubang diameter 24mm pada baja kontruksi biasa

dilakukan dengan proses pengeboran atau drilling. Pekerjaan tersebut dilakukan

dengan beberapa tahap pengeboran sesuai tahapan diameter bor yang digunakan,

yaitu proses pengeboran pertama dengan diameter bor 4mm, dilanjutkan diameter

10mm dan yang terakhir diameter 24mm. Tiga tahap proses pengeboran ini dirasa

tidak efektif karena banyaknya waktu terbuang (waste time) baik dalam waktu

proses pengeboran itu sendiri maupun penggantian diameter bornya.

Proses pengeboran biasanya mengunakan mata bor jenis HSS (High Speed

Steel). Bahan jenis ini dipilih karena faktor harga yang relative murah, tetapi

memiliki sifat tidak tahan panas dan cenderung cepat mengalami keausan ketika

sudah di gunakan beberapa kali proses pengeboran. Material benda kerja yang

akan dipotong adalah batang baja konstruksi dengan jenis baja lunak (Mild steel).

Untuk proses pembuatan lubang di baja konstruksi agar menjadi lebih

efektif maka dirancang sebuah pahat bor multidiameter dengan diameter terakhir

24mm. Pahat bor multidiameter ini nantinya akan menghilangkan proses

pengeboran yang berulang-ulang dengan diameter bor yang berbeda, sehingga

proses pembuatan lubang akan efektif. Pengeboran dilakukan dengan satu kali

proses dan langsung dapat menghasilkan lubang dengan diameter 24mm.

Hasil rancangan pahat bor multidiameter akan diuji pada mesin bor

magnet dan diinvestigasi apakah mampu membuat lubang diameter 24mm dengan

27

toleransi yang ditentukan, yaitu sesuai dengan batas toleransi sambungan mur

baut yang akan dipakai pada sambungan baja konstruksi.

3.2. Konsep

Pada proses pengeboran (drilling) harus diketahui terlebih dahulu material

yang akan dibuat lubang, kemudian memilih dan menentukan jenis pahat potong

apa yang akan digunakan. Dalam proses pembuatan lubang pada baja konstruksi

kali ini akan dipakai pahat potong jenis Carbide, karena tahan terhadap panas dan

keausan. Faktor penting yang menentukan efektif dan tidaknya suatu proses

pengeboran adalah kecepatan pemotongan yang berimbas pada waktu proses

pengeboran dan besarnya gaya potong pahat bor sehingga mampu di gunakan

pada mesin bor magnet.

3.3. Hipotesis

Berdasarkan kerangka pemikiran di atas dan tinjauan pustaka, dapat

diambil kesimpulan sementara sebagai berikut :

1. Pahat bor multidiameter yang dirancang mampu mengurangi jumlah

tahapan pekerjaan dalam pembuatan suatu lubang diameter 24mm pada

material baja konstruksi.

2. Pahat bor multidiameter mampu menghasilkan lubang sesuai dengan

toleransi sambungan mur baut dengan sekali proses pengeboran.

28

BAB IV METODE PENELITIAN

4.1. Penelitian

Perancangan pahat bor multidiameter ini muncul karena ada tuntutan

kebutuhan dalam meningkatkan kecepatan pembuatan lubang pada pekerjaan baja

konstruksi. Tahap perancangan ini nantinya akan diwujudkan dengan tahap

pembuatan prototype pahat bor multidiameter. Langkah-langkah dalam

perancangan prototype pahat bor multidiameter dapat dilihat pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Diagram Alir Proses Perancangan Pahat Bor Multidiameter

Perencanaan prototype Bor Multidiameter

Mulai

Selesai

Pengumpulan Data Observasi dan Time Study

Pembuatan konsep desain Bor Multidiameter

Perancangan Detail -Perhitungan gaya pemotongan -Perhitungan kekuatan bahan dan Ukuran Pahat

< ijin

Pembuatan Bor Multidiameter

Pengujian Bor Multidiameter pada Mesin bor magnet

Tidak

Ya

29

4.1.1 Obyek Perancangan

Obyek yang akan dirancang adalah sebuah alat pahat bor yang berfungsi

untuk pekerjaan pembuatan lubang diameter 24mm pada material batang baja

konstruksi dengan menggunakan mesin bor magnet. Alat ini dibuat dengan tujuan

mempercepat proses pembuatan lubang pada batang baja konstruksi dengan sekali

proses pengeboran, yang proses sebelumnya harus dilakukan dengan tiga kali

tahap pengeboran.

4.1.2 Data Perancangan

4.1.2.1 Data yang dibutuhkan dalam perancangan

Data yang dibutuhkan dalam perancangan prototipe pahat bor

multidiameter ini meliputi :

1. Data spesifikasi mesin bor magnet

Dalam hal ini data yang diambil adalah putaran mesin dan kapasitas

maksimum gaya potong yang nantinya akan digunakan dalam dasar

perancangan dan pengujian pahat bor multidiameter ini.

2. Data desain pahat bor multidiameter

Diambil data pahat potong yang ada pada katalog Kawan lama dan

data dari internet yang meliputi fungsi pengunaannya, ukuran-ukuran

maksimal dan minimal yang bisa dicapai dari pemakanan, dan ukuran

kasar dari desain pahat bor. Data ini digunakan sebagai pembanding

terhadap perbaikan desain dan perubahan ukuran yang terjadi selama

proses desain.

30

4.1.2.2 Pengumpulan Data

Dalam perancangan ini data-data diperoleh melalui :

a. Studi Lapangan

1. Observasi, yaitu dengan mengamati secara langsung proses pekerjaan

pengeboran batang baja kontruksi dengan menggunakan mata bor di

Bengkel Andi Jl. Tukad Badung Denpasar, dimana perusahaan ini

memang mengerjakan rancang bangun bangunan menggunakan rangka

batang baja kontruksi dengan tuntutan pekerjaan yang sangat banyak

dan target waktu yang terbatas.

2. Wawancara, yaitu melakukan tanya jawab kepada pemilik perusahaan

Bengkel Andi tentang proses rancang bangunan menggunakan baja

kontruksi. Selain itu juga mewawancarai operator mesin bor magnet

tentang segala masalah yang pernah muncul selama melakukan proses

pengeboran menggunakan mesin bor magnet tersebut.

3. Pengukuran, yaitu mengukur ukuran diameter bor yang digunakan

dalam proses pengeboran batang baja kontruksi dan ukuran

pencekaman pada mesin bor magnet. Pengukuran dilakukan

menggunakan caliper dial.

b. Studi Pustaka

Dilakukan dengan cara mencari informasi yang berkaitan dengan

permasalahan yang akan dibahas dalam perancangan ini. Pencarian

informasi ini dilakukan dengan melalui internet, perpustakaan, tesis,

31

dan jurnal internasional, sehingga diperoleh referensi yang dapat

digunakan untuk mendukung pembahasan perancangan ini.

4.1.3 Pembuatan Konsep Desain

Setelah dilakukan pengambilan data, selanjutnya dilakukan pembuatan

konsep rancangan dan pembuatan gambar desain awal untuk pahat bor

multidiameter. Dalam pembuatan konsep desain ini terdapat beberapa tahapan

yang dijadikan landasan perancangan, tahapan tersebut antara lain :

4.1.3.1 Daftar tuntutan

Daftar tuntutan dibuat agar memperjelas batasan-batasan masalah dalam

pembuatan konsep perancangan. Selain itu untuk mempermudah tahapan-tahapan

masalah yang harus dilakukan. Penentuan daftar tuntutan mencakup hal-hal yang

harus dipenuhi dalam pembuatan konsep perancangan. Kriteria tuntutan dibuat

berdasarkan sistem yang digunakan dan fungsi dari alat yang akan dirancang.

Tabel 4.1

Daftar Tuntutan Utama Pahat Bor Multidiameter

DAFTAR TUNTUTAN SPESIFIKASI

Kemampuan alat (fungsinya) Mampu membuat lubang diameter 24mm

menggunakan mesin bor magnet dengan

sekali proses pengeboran.

Kekuatan pemotongan

(depth of cut)

Mampu memotong benda kerja dengan

depth of cut diameter maksimal 5mm.

32

Ketelitian ukuran Mampu membuat lubang dengan tingkat

ketelitian ukuran sampai dengan 0,3 mm.

Segi kemudahan dan keamanan

penggunaan

Pahat bor diawali dengan pemotongan

menggunakan twist drill dan dilanjutkan

dengan pemotongan dengan pahat carbide

mata tunggal sehingga awal pemotongan

dapat berjalan lancar.

Kemudahan pemasangan Pemasangan pada pencakaman mesin bor

magnet menggunakan drill chuck diameter

16mm atau menggunakan slive dengan

pengunci pada slot yang sudah disediakan.

Kemudahan perawatan dan

perbaikan

Pahat potong bisa dilakukan pengasahan

jika ketajamannya berkurang dan

dilakukan penggantian tip pahat carbide

jika sudah tidak bisa lagi dilakukan

pengasahan.

33

4.1.3.2 Pembagian Fungsi

Pahat bor multidiameter hasil rancangan dibagi menjadi beberapa

bagian, seperti yang terlihat pada Gambar 4.2 di bawah ini.

Gambar 4.2 Pembagian Fungsi Rancangan Pahat Bor Multidiameter

1. Shank Pahat multidiameter bor

Digunakan sebagai bagian yang dicekam pada mesin bor magnet

menggunakan drill chuck atau menggunakan pencekaman slive dengan

diameter 16mm.

2. Contramur M4 x 5mm

Digunakan untuk mengunci twist drill agar tidak terjadi puntiran pada saat

melakukan proses pengeboran.

3. Carbide tip 1

Digunakan sebagai pahat potong / cutting tools pada saat pembuatan

lubang diameter 14mm .

1. Shank

3.Carbide Tip 1

5.Flat Slot

4.Carbide Tip 2

2.Contramur M4x5mm

34

4. Carbide tip 2

Digunakan sebagai pahat potong pada saat pembuatan lubang diameter

24mm .

5. Flat Slot

Berfungsi untuk tempat dudukan pengunci pada saat pahat di pasang

menggunakan chuck slive.

4.1.4 Perancangan Detail

Perancangan detail dilakukan untuk memperkirakan kemampuan

komponen yang akan dirakit menjadi prototype pahat bor multidiameter. Apakah

komponen tersebut cukup kuat dan aman sehingga memenuhi tuntutan dan fungsi.

4.1.4.1 Perhitungan gaya-gaya utama pada Pahat bor

Beban dan gaya yang diterima oleh komponen Pahat bor multidiameter

dapat dilihat pada Gambar 4.3 di bawah ini.

Gambar 4.3 Gaya-gaya utama pada Pahat bor multidiameter

Ft Fc

Ff

Ff

Fc

Ft

35

Perhitungan pembuatan lubang diameter 14 mm

Untuk menghitung besarnya kecepatan potong pada material benda kerja Mild

steel, dengan alat potong tool Carbide, Depth of cut 5 mm, feed 0,2mm dan

putaran n = 320 rpm, menggunakan rumus 2.5 adalah sebagai berikut.

Vc = 1000

n d

= 1000

rpm 320 mm 14

= 14,067 m / min = 14067 mm / min

Gambar 4.4 Penampang benda kerja terhadap Pahat bor 14mm

f = 0,2 mm/rev ,Vc = 14,067 m/min, berdasarkan Tabel 5 pada halaman lampiran,

maka kc = 2800 N/mm2

S = a f

= 5 mm 0,2 mm

= 1,0 mm2

Sehingga,

Fc = S kc

= 1,0 mm2 2800 N / mm2

= 2800 N

Tebal plat

Clearance untuk chip (2-3mm)

36

Power spindle

Berdasarkan Tabel 2 pada halaman lampiran , material Mild Steel, ketebalan tatal

0.2mm, maka didapatkan besarnya Power Spindle :

Pu = 0,039 kW/cm3/min

Berdasarkan Tabel 2.1 kekerasan untuk mild steel = 200BHN, dan berdasarkan

Tabel 3 didapatkan angka :

kh = 1.975 (faktor koreksi, untuk mild steel, ketebalan tatal 0,2mm)

kr = 1.29 (faktor koreksi, untuk sudut potong = -10)

sehingga dengan menggunakan rumus 2.8 dan rumus 2.9 didapatkan :

Q = a x f x Vc

= 5 mm x 0,2 mm/rev x 14,067 mm/min

= 14067 mm3/min

= 14,067 cm3/min

P = Pu kh kr Q

= 0,039 kW/cm3/min x 1,975 x 1,29 x 14,067 cm3/min

= 1,397 kW

Berdasarkan rumus 2.10 dapat di hitung besarnya gaya yang diderita oleh pahat

bor, yaitu :

Ft = VP 1000 , V = cutting speed = 14.067 m/min

= sm /60067,14

kW 1,397 1000

= 1,65517 KN = 655,17 N

37

Jadi gaya yang diderita pahat bor adalah sebesar Ft = 655,17 N dan Fc = 2800 N

Ft merupakan gaya yang diakibatkan karena adanya gaya sentrifugal akibat dari

putaran spindel mesin bor magnet sedangkan Fc merupakan gaya yang diakibatkan

karena pemotongan benda kerja oleh alat potong jenis carbide.

4.1.4.2 Perhitungan kekuatan bahan

Perhitungan kekuatan bahan untuk membuat lubang diameter 14 mm

Berdasarkan data mesin P motor = 1,2 kW, dan Putaran n = 320 rpm, maka gaya

resultan yang diderita oleh pahat bor dapat di hitung berdasarkan rumus 2.11

sedangkan momen bengkoknya menggunakan rumus 2.12 dan besarnya momen

puntir menggunakan rumus 2.3

Fresultan = 22 FtFc

= 22 )17,655()2800( NN

= 2875,629 N

Oleh karena Fresultan = 2875,629 N, maka :

Mb = Fresultan x L

= 2875,629 N x 30 mm

= 26268,87 Nmm

Momen puntir akibat P motor 1,2 kW

Mt = nP 9550

= rpm320

kW 1,2 9550

= 35,812 KNmm

= 35812 Nmm

38

Momen puntir karena power spindle pemotongan tatal P = 1,397 kW

Mt = nP 9550

= rpm320

kW 1,397 9550

= 41,6917 KNmm

= 41691,71 Nmm

Perhitungan untuk menentukan diameter pahat bor menggunakan momen puntir

terbesar yang ditimbulkan oleh power spindle pemotongan tatal P = 1,397 kW.

Material yang digunakan untuk pembuatan prototype pahat bor adalah st.60

Berdasarkan diagram Smith didapatkan :

bw = 300 N/mm2 ( tegangan bengkok ganti / reverse bending strength )

bsch = 460 N/mm2 (tegangan bengkok ulang/continous bending strength)

tsch = 230 N/mm2 ( tegangan puntir ulang/continous torque strength )

Diameter pahat bor multidiameter karena momen bengkok murni di hitung

berdasarkan rumus 2.15

d = 3 )1,0/( bwijinMb

( 5.11 )

= 3 )3001,0/( 86268,87

= 14,22 mm

Diameter pahat bor multidiameter karena momen bengkok dan momen puntir di

hitung sebagai berikut :

Mb mak = 86268,87 Nmm

39

Mt = 41691,71 Nmm ( momen puntir terbesar karena pemotongan dengan depth

of cut 5mm )

0 = tsch

bw

73,1

= 23073,1

300

= 0,754

Mv = 202 )(75,0 MtMb

= 22 )71,41691754,0(75,087,86268

= 91817,817 Nmm

Angka keamanan untuk mesin perkakas =1,5

bijin =

bw = 5,1

N/mm2300 = 200 N/mm2

sehingga, diameter untuk pahat bor dapat di hitung menggunakan rumus 2.18

d = 3 )1,0/( ijinbwMv

= 3 )2001,0/(817,91817

= 16,62 mm 17 mm

Jadi diameter pahat bor multidiameter yang dipakai minimum adalah 17 mm, ini

dihitung berdasarkan momen gabungan yaitu momen puntir akibat pemotongan

tatal dan momen bengkok.

40

Perhitungan untuk membuat lubang diameter 24 mm

Berdasarkan analogi perhitungan diatas, maka untuk menghitung besarnya

kecepatan potong pada material benda kerja Mild steel, dengan alat potong tool

Carbide, Depth of cut 5 mm, feed 0,2mm dan putaran n = 320 rpm untuk

membuat lubang diameter 24mm adalah sebagai berikut :

Vc = 1000

n d

= 1000

rpm 320 mm 24

= 24,115 m/min

= 24.115 mm/min

Gambar 4.5 Penampang benda kerja terhadap Pahat bor 24mm

f = 0,2 mm/rev, Vc = 24,115 m/min, berdasarkan Tabel 5 maka kc = 2800 N/mm

S = a f

= 5 mm 0,2 mm

= 1,0 mm2

Sehingga, Fc = S kc = 1,0 mm2 2800 N / mm2 = 2800 N

41

Power spindle

Pu = 0,039 kW/cm3/min

kh = 1.975 ( faktor koreksi, untuk mild steel, ketebalan tatal 0,2mm )

kr = 1,29 ( faktor koreksi, untuk sudut potong = -10 )

Q = a x f x Vc

= 5 mm x 0,2 mm/rev x 24,115 mm/min

= 24.115 mm3/min

= 24,115 cm3/min

P = Pu kh kr Q

= 0,039 kW/cm3/min x 1,975 x 1,29 x 24,115 cm3/min

= 2,396 kW

Ft = VP 1000 , V = cutting speed = 24,115 mm/min

= sm /60115,24

kW 2,396 1000

= 1.65595 KN = 1655,95 N

Jadi gaya yang diderita pahat sebesar Ft = 1655,95 N dan Fc = 2800 N

Ft merupakan gaya yang diakibatkan karena adanya gaya sentrifugal akibat dari

putaran spindel mesin bor magnet sedangkan Fc merupakan gaya yang diakibatkan

karena pemotongan benda kerja oleh alat potong jenis carbide

Perhitungan kekuatan bahan untuk membuat lubang diameter 24 mm

Berdasarkan data mesin P motor = 1,2 kW

= Putaran 320 rpm

42

Fresultan = 22 FtFc

= 22 )95,1655()2800( NN

= 3253,02 N

Oleh karena Fresultan = 3253,02 N, maka :

Mb = Fresultan x L

= 3253,02 N x 18 mm

= 58.554,446 Nmm

Momen puntir akibat P motor 1,2 kW

Mt = nP 9550

= rpm320

kW 1,2 9550

= 35,812 KNmm

= 35812 Nmm

Momen puntir karena power spindle pemotongan tatal P = 2,396 kW

Mt = nP 9550

= rpm320

kW 2,396 9550

= 71,505 KNmm

= 71505 Nmm

Perhitungan untuk menentukan diameter pahat bor menggunakan momen puntir

terbesar yang di timbulkan oleh power spindle pemotongan tatal P = 2,396 kW.

43

Material yang digunakan untuk pembuatan pahat bor adalah st.60

Berdasarkan diagram Smith didapatkan

bw = 300 N/mm2 ( tegangan bengkok ganti / reverse bending strength )

bsch = 460 N/mm2 (tegangan bengkok ulang/continous bending strength)

tsch = 230 N/mm2 ( tegangan puntir ulang/continous torque strength )

Diameter pahat bor multidiameter karena momen bengkok murni

d = 3 )1,0/( bwMb

= 3 )3001,0/( 58.554

= 12,496 mm 13 mm

Diameter pahat bor multidiameter karena momen bengkok dan momen puntir

sebesar :

Mb mak = 58.554 Nmm

Mt = 71.505 Nmm ( karena pemotongan dengan depth of cut 5mm )

0 = tsch

bw

73,1

= 23073,1

300

= 0,754

Mv = 202 )(75,0 MtMb

= 22 )505.71754,0(75,0554.58

= 74.891,072 Nmm

44

Angka keamanan untuk mesin perkakas =1,5

bijin =

bw = 5,1

N/mm2300 = 200 N/mm2

sehingga, diameter untuk pahat bor dapat dihitung menjadi :

d = 3 )1,0/( ijinbwMv

= 3 )2001,0/(072,891.74

= 15,528 mm 16 mm

Jadi diameter pahat bor multidiameter yang dipakai minimum adalah 16 mm, ini

dihitung berdasarkan momen gabungan yaitu momen puntir akibat pemotongan

tatal dan momen bengkok sebesar Mv = 74.89,072 .

Perhitungan diameter baut pengunci twist drill

Vc = 1000

n d

= 1000

rpm 320 mm 6

= 6,028 m/min

= 6.028 mm/min

Power spindle

Pu = 0,039 kW/cm3/min

kh = 1,975 (faktor koreksi, untuk mild steel, ketebalan tatal 0,2mm)

kr = 1,29 ( faktor koreksi, untuk sudut potong = -10 )

45

Q = a x f x Vc

= 3 mm x 0,2 mm/rev x 6.028 mm/min

= 3.616,8 mm3/min

= 3,6168 cm3/min

P = Pu kh kr Q

= 0,039 kW/cm3/min x 1,975 x 1,29 x 3,6168 cm3/min

= 0,359373 kW

Ft = VP 1000 , V = cutting speed = 6,028 m/min

= sm /60028,6kW 0,359373 1000

= 0.993621 KN = 993,621 N

Jadi gaya potong untuk twist drill Ft = 993,621 N

Berdasarkan besarnya gaya potong twist drill Ft = 993,621 N, material baut St.60

dan tegangan ijin tarik z ijin = 270 N/mm2, maka ukuran baut pengunci twist drill

dapat di hitung berdasarkan rumus 2.19

A min = ijin

t

zF

= 2/270621,993

mmNN

= 3,68 mm2

x x d2 = 3,68 mm2

d = 2,165 mm d baut M4 = 3,2 mm

Jadi diameter baut M4 aman untuk digunakan.

46

4.2. Pembuatan prototype

Setelah proses perancangan selesai dilaksanakan, dilanjutkan pada proses

pembuatan prototype pahat bor multidiameter. Dalam proses pembuatan ini

dilakukan kegiatan-kegiatan seperti persiapan bahan baku, pembuatan komponen

dan perakitan komponen pahat bor multidiameter. Langkah-langkah proses

pembuatan prototype pahat bor multidiameter dapat dilihat pada Gambar 4.6

berikut :

Gambar 4.6 Diagram Alir Proses Pembuatan Prototype Pahat bor multidiameter

4.2.1. Persiapan bahan baku

Bahan untuk body pahat bor multidiameter dipilih st.60 dengan ukuran

diameter 24mm panjang 100mm, alasannya adalah material ini mudah didapatkan

di pasaran dan masih memenuhi kriteria teknis.

Persiapan bahan baku

Mulai

Selesai

Pembuatan Prototype Pahat Bor Multidiameter

Pemasangan carbide tip dengan metode brazing

Lolos Pengujian Fungsional

Modifikasi Prototype Pahat Bor Multidiameter

Tidak

Ya

47

Pahat Carbide yang di pakai sebagai alat potong adalah ukuran D8 dan D6

untuk kemudian di satukan dengan body pahat bor multidiameter dengan system

Brazing menggunakan las gas.

4.2.2. Pembuatan komponen pahat bor multidiameter

Proses pembuatan komponen untuk pahat bor multidiameter disesuaikan

dengan fungsi dari komponen tersebut. Berdasarkan hal itu, komponen-komponen

yang digunakan dalam proses fabrikasi dibagi menjadi komponen standar

(komponen yang dibeli) dan komponen non-standar (komponen yang dibuat).

Pembuatan kompoen-komponen non standar tersebut melibatkan beberapa proses,

seperti :

- Pemotongan (sawing, drilling, turning, tapping, milling, grinding)

- Perakitan (baut dan pengelasan)

- Finishing (amplas dan kikir)

Komponen standar, yang dibeli antara lain :

Tabel 4.2 Komponen Standart

Nama Ukuran/Jenis Jumlah

Baut Inbus screw M4 x 5 1

Carbide tip D8 1

Carbide tip D6 1

Twist drill 4mm, 6mm 1

48

4.2.3. Perakitan komponen pahat bor multidiameter

Setelah semua bagian dibuat, maka dilakukan proses perakitan (Assembly).

Setelah proses pemotongan dan pembentukan komponen selesai (sawing, drilling,

turning, tapping, milling dan grinding), komponen-komponen tersebut

dikumpulkan untuk dilakukan pengelasan.

4.3. Pengujian pahat bor multidiameter

Setelah proses pembuatan prototype Pahat bor multidiameter selesai

dilakukan, maka selanjutnya dilakukan proses pengujian prototype. Pengujian

yang dilakukan adalah pengujian fungsional. Metode pengujian fungsional untuk

prototype pahat bor multidiameter bisa dilihat pada Gambar 4.7 di bawah ini.

Gambar 4.7 Diagram Alir Proses Pengujian

Persiapan Mesin dan Alat

Mulai

Selesai

Setting Benda uji dan Pahat Bor Multidiameter

Pemakanan Benda Kerja Feeding manual

Putaran spindle 320 RPM

Pengukuran lubang ke-15

Pengukuran lubang ke-30

Pengukuran lubang ke-1

Pengukuran lubang ke-60

Analisa Akhir

49

4.3.1. Pengujian fungsional

Pengujian fungsional maksudnya adalah menguji prototype pahat bor

multidiameter sehingga bisa diketahui apakah semua bagian yang telah dirakit dan

di las mampu digunakan sesuai fungsinya atau tidak. Tujuan pengujian ini selain

untuk mengetahui kerja masing-masing bagian juga untuk mengetahui apakah

Carbide tip sudah mampu memotong benda kerja yang akan diuji atau tidak.

Dikarenakan Carbide tip yang digerinda mempunyai sudut-sudut potong, yang

sangat berpengaruh terhadap hasil pemotongan benda kerja.

4.3.2. Pengujian toleransi ukuran

Dalam pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah pahat bor

multidiameter yang dibuat mampu untuk mencapai toleransi ukuran lubang pada

sambungan mur baut. Tahapan-tahapan dalam melakukan pengujian toleransi

ukuran adalah sebagai berikut :

1. Persiapan mesin dan alat. Mesin yang digunakan untuk pengujian ini

adalah mesin bor magnet Boky type JIC-25S, mesin ini memiliki

kemampuan potong 12.000N, putaran spindel 320rpm dan maksimum

diameter bor yang bisa dipakai 25mm.

Adapun spesifikasi bor magnet tersebut dapat di lihat pada Gambar 4.8

50

Gambar 4.8 Spesifikasi Mesin Bor Magnet

Sedangkan untuk bentuk dari mesin bor magnet dapat dilihat pada

Gambar 4.9 berikut ini :

Gambar 4.9 Mesin Bor Magnet Boky type JIC-25S

2. Setting benda uji dan pahat bor multidiameter. Benda uji yang dipakai

mengunakan material jenis Mild Steel dengan ukuran tebal 10 mm.

Benda uji sebelumnya dibuat marking ukuran dan ditandai dengan

penitik untuk koordinat pengeboran.

51

3. Pemakanan benda kerja (feed rate) dilakukan secara manual dengan

menurunkan spindle mesin bor magnet sampai pahat bor menyentuh

material uji, memotong dan berhasil membuat lubang diameter 24 mm.

4. Pengukuran toleransi menggunakan caliper dial 150 mm dengan

ketelitian 0,02mm .

Proses pengukuran menggunakan caliper dial dapat dilihat pada

Gambar 4.10

Gambar 4.10 Proses pengukuran menggunakan caliper dial

5. Analisa akhir. Berdasarkan data yang didapat dari pengujian, maka

dianalisa apakah pahat bor multidiameter ini mampu membuat lubang

diameter 24 mm dan mencapai toleransi ukuran untuk sambungan mur

baut atau tidak sehingga dapat diambil suatu kesimpulan.

52

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Hasil perhitungan gaya dan kekuatan bahan

Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan di awal, maka didapatkan

hasil besaran-besaran pada proses perancangan pahat bor multidiameter, Nilai

besaran tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.1 berikut ini :

Tabel 5.1 Nilai besaran hasil perhitungan pahat bor multidiameter

Keterangan Simbol Pahat Bor Multidiameter Twist Drill HSS

Diameter 14mm

Diameter 24mm

Diameter 4mm

Diameter 14mm

Diameter 24mm

Kecepatan potong (m/min) Vc 14,067 24,115 4.019 14.067 24.115

Gaya potong per satuan luas, ( N/mm2 ) kc 2,800 2,800 624.479 624.256 624.133

Luas chip yang dipotong, ( mm2 ) S 1 1 1.201 4.205 7.21

Cutting force, ( N ) Fc 2,800 2,800 750 2,625 4,500

Unit power or specific power, ( kW ) Pu 0.039 0.039 0.039 0.039 0.039

Faktor koreksi akibat ketebalan chip kh 1.975 1.975 1.975 1.975 1.975

Faktor koreksi akibat sudut potong kr 1.29 1.29 1.21 1.21 1.21

Metal removal rate, ( cm3/min ) Q 14.067 24.115 0.803 9.847 28.938

Power, ( kW ) P 1.397 2.396 0.074 0.917 2.697

Tangential cutting force, ( N ) Ft 655.17 655.95 18.412 65.188 111.839

Power motor ( kW ) Pmotor 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

Putaran ( rpm ) n 320 320 320 320 320

Gaya Resultan ( N ) Fresultan 2,875.629 3,253.020 750.225 2,625.81 4,501.39

Momen bengkok, ( Nmm ) Mb 26,268.870 58,554.446 5,251.58 26,258.10 54,016.68

Momen puntir akibat motor, ( Nmm ) Mt motor 35,812 35,812 35,812 35,812 35,812

Momen puntir, ( Nmm ) Mt spindle 41,692 71,505 15,966.15 30,907.48 45,848.81

Tegangan bengkok ijin, ( N/mm2 ) bw 300 300 1200 1200 1200

Tegangan bengkok ganti, ( N/mm2 ) bsch 460 460 1500 1500 1500

Tegangan puntir ulang, ( N/mm2 ) tsch 230 230 1000 1000 1000

Diameter karena Mb ( mm ) d 14.22 12.496 4 14 24

Faktor batas tegangan dinamik

0.754 0.754 0.693 0.693 0.693

Momen gabungan, ( Nmm ) Mv 91,817.870 74,891.072 10,926.90 32,149.09 60,621.41

Tegangan bengkok ijin, ( N/mm2 ) bijin 200 200 800 800 800

Diameter karena Mv ( mm ) d 16.62 15.526 4 14 24

0

53

5.2. Hasil Perancangan Prototype

Proses perancangan mengacu pada daftar tuntutan yang dibuat, kriteria

tuntutan dibuat berdasarkan dengan fungsional alat pahat bor multidiameter dan

standar komponen yang ada dipasaran.

Tabel 5.2 Daftar Tuntutan dan Spesifikasi

DAFTAR TUNTUTAN SPESIFIKASI

Kemampuan alat (fungsinya)

Mampu membuat lubang diameter 24mm

menggunakan mesin bor magnet dengan

sekali proses pengeboran.

Kekuatan pemotongan

(depth of cut)

Mampu memotong benda kerja dengan

depth of cut diameter maksimal 5 mm.

Ketelitian ukuran Mampu membuat lubang dengan tingkat

ketelitian ukuran sampai dengan 0,3 mm.

Segi kemudahan dan keamanan

penggunaan

Pahat bor diawali dengan pemotongan

menggunakan twist drill dan dilanjutkan

dengan pemotongan dengan pahat carbide

mata tunggal sehingga awal pemotongan

dapat berjalan lancar.

Kemudahan pemasangan

Pemasangan pada pencakaman mesin bor

magnet menggunakan drill chuck diameter

16mm atau menggunakan slive dengan

pengunci pada slot yang sudah disediakan.

54

Kemudahan perawatan dan

perbaikan

Pahat potong bisa dilakukan pengasahan

jika ketajamannya berkurang dan

dilakukan penggantian tip pahat carbide

jika sudah tidak bisa lagi dilakukan

pengasahan.

Tahap penyelesaian dari proses perancangan dituangkan ke dalam gambar

detail yang dapat dilihat pada Lampiran 2. Gambar-gambar detail Pahat Bor

Multidiameter, terdiri dari :

1. Gambar Pahat bor untuk Proses Bubut ( no. gambar : PB-01 )

2. Gambar Pahat bor untuk Proses Milling ( no. gambar : PB-02 )

Berdasarkan dari data tuntutan dan fungsi dari masing-masing komponen maka

diperoleh draft rancangan seperti Gambar 5.1

Gambar 5.1 Draft design

55

5.3. Hasil pembuatan prototype pahat bor multidiameter

Pembuatan prototype pahat bor dilakukan di bengkel Sinar Logam

Denpasar dengan menggunakan mesin-mesin konvensional . Mesin-mesin

tersebut antara lain : Mesin gergaji, Mesin bubut, Mesin milling, Mesin Gerinda.

Hasil pembuatan komponen pahat bor dapat dilihat pada Tabel 5.3 dibawah ini

Tabel 5.3

Proses Pembuatan Komponen Pahat bor multidiameter

No. Material Benda jadi Proses

1.

Body Pahat Bor

- Potong material 85 mm

- Bubut diameter 16 mm.

- Bubut dimeter 18 mm.

- Bubut diameter 13mm.

- Buat chamfer sudut 1x45.

- Buat dudukan tip carbide pada

diameter 18mm dengan

kemiringan 15 sedalam 4mm

di mesin milling.

- Buat dudukan tip carbide pada

diameter 13mm dengan

kemiringan 15 sedalam 4mm

di mesin milling.

- Bor lubang untuk M4, Tap M4.

56

2.

Tip Carbide

- Asah tip Carbide dengan sudut

bebas 12 pada sisi muka.

- Asahtip Carbide dengan sudut

bebas 12 pada sisi samping.

3.

Twist Drill

- Buat takikan alur untuk

dudukan baut pengunci M4.

Pada pembuatan komponen yang paling lama prosesnya adalah pembuatan

Body pahat bor karena komponen ini mengalami beberapa proses pada mesin

yang berbeda, dan yang paling sulit adalah pembuatan alur dudukan tip carbide

pada mesin milling konvensional. Pada pembuatan alur dudukan tip carbide ini

harus memperhatikan sudut kemiringannya dengan teliti karena merupakan

fungsional utama dalam membentuk sudut garuk dalam pembuatan pahat bor.

Pengasahan tip carbide juga harus diperhatikan dengan baik, meskipun sudut-

sudut potongnya memiliki toleransi yang besar tetapi sangat menentukan pada

hasil pemotongan benda kerja.

57

Hasil komponen yang telah selesai dibuat untuk selanjutnya akan dirakit

dan di lakukan proses pengelasan (brazing) . Komponen pahat bor multidiameter

sebelum dilakukan perakitan dapat dilihat pada Gambar 5.2 di bawah ini

Gambar 5.2 Komponen Pahat Bor Multidiameter

Hasil dari komponen yang telah dirakit sehingga menghasilkan prototype Pahat

bor multidiameter yang memiliki spesifikasi ukuran diameter 18 mm dan panjang

85 mm. bentuknya dapat dilihat pada Gambar 5.3 di bawah ini

Gambar 5.3 Prototype Pahat Bor Multidiameter.

58

5.4. Hasil pengujian fungsional prototype

Pengujian fungsional dilakukan dengan menggunakan alat Pahat bor

tersebut untuk pemakanan benda kerja dengan depth of cut 0,2 mm pada material

uji mild steel tebal 10 mm. Bentuk material untuk bahan uji bisa di lihat pada

Gambar 5.4

Gambar 5.4 Material Besi WF-25

Proses pengujian fungsional dapat dilihat pada Gambar 5.5

Gambar 5.5 Proses pengujian fungsional pada Mesin Bor Magnet

59

5.5. Hasil pengujian toleransi ukuran

Benda kerja hasil pengujian toleransi ukuran menggunakan material besi

WF-25 dengan ketebalan 10 mm. Bentuk benda kerja setelah dilakukan proses

pengujian seperti pada Gambar 5.6 di bawah ini

Gambar 5.6 Material Besi WF-25 hasil pengujian

Hasil pengujian toleransi untuk diameter 24mm dapat dilihat pada Gambar 5.7 di

bawah ini :

Gambar 5.7 Hasil selisih ukuran 24mm benda uji terhadap toleransi

60

Hasil pengujian toleransi untuk diameter 22mm dapat dilihat pada Gambar 5.8 di

bawah ini :

Gambar 5.8 Hasil selisih ukuran 22mm benda uji terhadap toleransi

Pemakanan pada proses pengujian toleransi secara umum telah mencapai

target batas toleransi standar yang ditentukan yaitu 0,3 mm, tetapi dalam batas

toleransi tersebut terdapat variasi hasil dari pemakanan yaitu angka selisih

maksimal + 0,10 mm dan angka selisih minimal 0,10 mm untuk diameter lubang

24mm dan selisih maksimal + 0,18 mm dan angka selisih minimal + 0,04 mm

untuk diameter lubang 22mm . Ini berarti bahwa setiap proses pemakanan terdapat

bervariasi lubang diameter 24mm dan 22mm yang dihasilkan, hal ini dikarenakan

adanya getaran mesin bor magnet , tetapi dapat diambil kesimpulan pahat bor

mampu mencapai target toleransi yang besarnya 0,3 mm.

Hasil pengujian pada benda kerja pada umumnya dapat dilakukan dengan

baik, pahat bor dengan tool tip Carbide dapat memotong benda kerja dengan baik.

Dari hasil pengukuran yang dilakukan menunjukkan bahwa toleransi 0,3 mm

61

dapat tercapai, Sebenarnya hasil yang didapatkan dari pengujian ini cukup wajar

dan tidak terlalu buruk. Hasil yang masih jauh dari kesempurnaan ini bisa

disebabkan oleh :

1. Pada Slider mesin bor magnet terdapat kokocakan sehingga

menyebabkan getaran pada mesin.

2. Pada dudukan Drill Chuck terdapat kekocakan yang disebabkan

ausnya ball bearing, sehingga pada saat pahat bor berputar tidak dapat

sempurna.

3. Pada saat pengukuran, benda uji belum bersih benar sehingga masih

terdapat tatal (chip) yang menempel pada bidang ukur.

5.6. Kelemahan dan kelebihan pahat bor multidiameter

Berdasarkan hasil perancangan, pembuatan prototype serta pengujian

pahat bor multidiameter, dapat di ketahui kelemahan dan kelebihan pahat bor

multidiameter ini.

Kelebihan pahat bor multidiameter :

1. Cutting tools carbide pada pahat bor multidiameter dapat dilakukan

pengasahan jika sudah tumpul.

2. Body atau Shank dari pahat bor multidiameter dapat dipakai secara

berulang-ulang karena tidak mengalami kerusakan jika dipakai secara

terus-menerus.

62

3. Cutting tools carbide dapat diganti dengan yang baru, jika sudah tidak

dapat menghasilkan ukuran diameter sesuai tuntutan diameter lubang yang

diinginkan, cara mengganti cutting tools carbide tersebut adalah dengan

melepas brazing menggunakan gas welding.

4. Twistdrill untuk awalan pembuatan lubang dapat dilakukan pengasahan

jika sudah tumpul dan dapat dengan mudah diganti dengan yang baru

seandainya sisi potong spiral sudah mengalami keausan.

5. Biaya penggantian cutting tools carbide dan twistdrill relative murah dan

mudah karena menggunakan komponen standart yang ada di pasaran.

6. Waktu pemotongan dapat lebih cepat karena tidak adanya lagi proses

penggantian tools pada pembuatan lubang diameter 24mm.

Kelemahan pahat bor multidiameter :

1. Power mesin yang di butuhkan untuk melakukan proses pemotongan lebih

besar karena menggunakan mata potong tunggal, jika dibandingan dengan

pemotongan menggunakan twistdrill secara bertahap untuk menuju

diameter 24mm.

2. Pengaturan panjang twistdrill pada ujung pahat bor multidiameter harus

dilakukan setting awal untuk memberikan ruang yang cukup untuk

keluarnya chip hasil pemotongan agar pahat bor tidak terjepit, jarak

panjang keluarnya twistdrill adalah antara 12mm sampai 15mm.

3. Proses pemotongan harus menggunakan mesin bor magnet dengan kualitas

slider yang baik, karena akan meminimalkan getaran yang terjadi. Getaran

63

ini disebabkan pula karena mata potong pahat yang mulai aus dan tumpul

sehingga berpengaruh besar terhadap hasil lubang yang dihasilkan.

4. Pahat bor multidiameter ini terbatas digunakan untuk ketebalan material

baja kontruksi 10mm.

64

BAB VI SIMPULAN DAN SARAN

6.1. Simpulan

Dari kegiatan perancangan, pembuatan dan pengujian ini dapat diambil

beberapa simpulan, antara lain:

Prototype Pahat bor multidiameter yang di rancang mampu membuat

lubang diameter 22mm dan 24mm di material baja konstruksi (Mild Steel).

Rancangan body pahat bor multidiameter didapatkan ukuran diameter

13mm dan 18mm.

Pengujian pahat bor multidiameter mampu menghasilkan lubang sesuai

dengan toleransi sambungan mur baut 0.3mm, yaitu hasil penyimpangan

lubang sebesar + 0.04mm dan + 0.18mm.

6.2. Saran

Dalam perancangan, pembuatan dan pengujian pahat bor multidiameter

yang telah dilakukan masih terdapat kekurangan yang menarik untuk

dikembangkan. Adapun saran-saran yang dapat dilakukan dalam tindak lanjut

perancangan pahat bor ini adalah :

Hasil rancangan pahat bor multidiameter mudah untuk dimodifikasi dan

diperbaiki. Untuk body pahat bor bisa dimodifikasi dengan material

dengan kualitas yang lebih baik seperti VCL atau Spesial-K.

Jumlah mata potong yaitu tip carbide dapat di tambah menjadi 2 buah

atau lebih untuk mendapatkan hasil pemotongan yang lebih berkualitas.

65

DAFTAR PUSTAKA

ATMI., 1995, Tabel Elemen Mesin, Akademi Teknik Mesin Industri, Surakarta J.Pradeep Kumar dan P.Packiaraj, 2012 Effect of Drilling Parameters on Surface Roughness, Tool Wear, Material Removal Rate and Hole Diameter Error in Drilling of Ohns International Journal of Advanced Engineering Research and Studies, hal. 150-154 K. Ramesh , 2012 Investigation of Modal Analysis in The Stability of Boring Tool using Double Impact Dampers Model Development European Journal of Scientific Research ISSN 1450-216X Vol.80 No.2 , hal. 182-190 Lingaiah. K, 2001, Elements of Machine Tool Design, Chapter 25, New York. Niemann, G., 1999, Elemen Mesin-Desain dan Kalkulasi dari Sambungan, Bantalan dan Poros, Jilid 1, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta. Ostwalt. F Phillip, Monoz Jairo, 1997, Manufacturing Processes and System, Turning, Drilling, Boring and Milling Machine Tools (Chapter 9). Rao, P. N, 2000, Manufacturing Technology, Metal Cutting and Machine Tools, McGraw-Hill Book Company, New Delhi Rochim, Taufiq., 2001, Spesifikasi, Metrologi, dan Kontrol Kualitas Geometrik, ITB, Bandung. Roloff, Hermann dan matek, Wilhelm, 1978, Maschinenelemente Normung, Berechnung und Gestaltung, Vieweg Verlag, Braunschweig, Jerman Barat. Sudibyo, B., 1987, Kekuatan dan Tegangan Ijin, Akademi Teknik Mesin Industri, Surakarta. Suroto, A., 1989, Strenght Of Materials, Akademi Teknik Mesin Industri, Surakarta. Takeshi Sato. G dan Sugiarto Hartono. N, 1981, Menggambar Mesin Menurut Standar ISO , PT. Pradnya Paramita, Jakarta. Wei Zhang dan Fengbao He, 2003 Gundrill life improvement for deep-hole drilling on manganese steel International Journal of Machine Tools and Manufacture 44, hal. 327331

66

William S. Gatley., Harold A. Evensen,1980, Machine Design Data Book, McGraw-Hill Book Company, New York Wiryosumarto, H. Okumura T. 2000. Teknologi Pengelasan Logam. PT. Pradnya Paramita. Jakarta. Y.S. Liao dan H.M. Lin , 2007 Mechanism of Minimum Quantity Lubrication in High-Speed Milling of Hardened Steel International Journal of Machine Tools & Manufacture 47, hal. 16601666

67

LAMPIRAN

68

Lampiran 1 : Daftar peralatan yang digunakan dalam pengujian. No Nama Alat Spesifikasi 1. Mesin Bor Magnet Merek Boky JIC-25S 2. Lembar pengujian Diameter 24mm dan 22mm 3. Kunci drill chuck Standart 4. Alat tulis Ballpoin, pensil, penghapus 5. Kuas 2 inch 6. Camera digital 5 megapixel 7. Komputer Dual core 8. Caliper , jangka sorong Krisbow dial 150 mm 9. Drill Diameter 6mm 10. Hammer 300 gr 11. Pengores Diameter 3 mm 12. Center punch Diameter 10 mm 13. Printer Fuji Xerox P250b 14. Pelindung mata Kaca mata bening

69

Lampiran 2 : Gambar kerja dan gambar detail Pahat bor multidiameter.

1. Gambar Pahat bor untuk Proses Bubut ( no. gambar : PB-01 )

2. Gambar Pahat bor untuk Proses Milling ( no. gambar : PB-02 )

70

Lampiran 2a Gambar Kerja Pekerjaan Bubut

Shank Body 1 St.60 1 x 85mm Besi AS Jumlah Nama Bagian No.Bag Bahan Ukuran Keterangan Perubahan Pengganti dari :

Diganti dengan :

PAHAT BOR MULTIDIAMETER Skala : 1:1

Digambar 18.10.12 Diperiksa Waktu Dilihat

UNIVERSITAS UDAYANA GB.PB-01 Proses Bubut

71

Lampiran 2b Gambar Kerja Pekerjaan Milling

Shank Body 1 St.60 1 x 85mm Besi AS Jumlah Nama Bagian No.Bag Bahan Ukuran Keterangan Perubahan Pengganti dari :

Diganti dengan :

PAHAT BOR MULTIDIAMETER Skala : 1:1

Digambar 18.10.12 Diperiksa Waktu Dilihat

UNIVERSITAS UDAYANA GB.PB-02 Proses Milling

72

Lampiran 3 :

Tabel 1. Cutting speed untuk material (Wilhelm,1978)

73

Lampiran 4 :

Tabel 2. Unit power (Wilhelm,1978)

74

Lampiran 5 :

Tabel 3. Faktor koreksi (Wilhelm,1978)

75

Lampiran 6 :

Tabel 4. Sudut potong material HSS (Wilhelm,1978)

76

Lampiran 7 :

Tabel 5. Gaya potong spesifik (Wilhelm,1978)

77

Lampiran 8 : Form pengambilan data pengujian.

Pengambilan data untuk lubang diameter 24mm

No D (mm) No D (mm) No D (mm) No D (mm) 1 16 31 46 2 17 32 47 3 18 33 48 4 19 34 49 5 20 35 50 6 21 36 51 7 22 37 52 8 23 38 53 9 24 39 54

10 25 40 55 11 26 41 56 12 27 42 57 13 28 43 58 14 29 44 59 15 30 45 60

Pengambilan data untuk lubang diameter 22mm No D (mm) No D (mm) No D (mm) No D (mm) 1 16 31 46 2 17 32 47 3 18 33 48 4 19 34 49 5 20 35 50 6 21 36 51 7 22 37 52 8 23 38 53 9 24 39 54

10 25 40 55 11 26 41 56 12 27 42 57 13 28 43 58 14 29 44 59 15 30 45 60

78

Lampiran 9 : Data Time Study

Time Study

Proses Pengeboran 3 Tahap

BK Lubang ke- Waktu ( detik )

4mm Ganti Bor 10mm Ganti Bor 22mm Total

1

1 72 27 46 16 56 217 2 67 27 40 16 61 211 3 71 27 43 16 58 215 4 64 27 42 16 62 211 5 75 27 39 16 64 221 6 69 27 41 16 59 212

2

1 63 25 43 18 61 210 2 73 25 45 18 57 218 3 65 25 42 18 58 208 4 78 25 44 18 59 224 5 62 25 41 18 56 202 6 77 25 43 18 61 224

3

1 66 28 45 19 57 215 2 74 28 41 19 59 221 3 72 28 45 19 62 226 4 62 28 42 19 59 210 5 67 28 44 19 60 218 6 68 28 41 19 58 214

Waktu rata-rata : 215.3889 detik

Proses Pengeboran 1 Tahap ( Bor Multidiameter )

BK Lubang ke- Waktu ( detik )

1

1 166 2 165 3 164 4 168 5 169 6 164

Waktu rata-rata : 166 detik

79

Lampiran 10 :

Tabel 6 Standart material

80

Riwayat Hidup Penulis

Nama : Yustinus Hendro Murdiyanto, ST.

Tempat / Tanggal Lahir : Semarang, 11 Pebruari 1981

Agama : Katolik

Pekerjaan : Karyawan Swasta

Alamat Rumah : Perum Gedong Becik Mandung IV No 74

Sembung Gede, Kerambitan, Tabanan Bali 80115

Telepon : 0361-3301132 / 08179779740

E-mail : yustinushendromurdiyanto@yahoo.com

Riwayat Pendidikan :

Penulis adalah anak ke-2 dari empat bersaudara yang di besarkan dari dunia

industri dan bisnis perdagangan. Ayahanda FX. Muhadi berprofesi sebagai

Engineer di perusahaan manufaktur dan ibunda CH. Muji Suwarti berprofesi

sebagai Wiraswata di bidang bisnis perdagangan. Penulis dibesarkan dari keluarga

sederhana, tinggal di daerah perkotaan yang di kelilingi oleh suasana kampus

Universitas Diponegoro Semarang. Penulis memiliki keinginan yang kuat sejak

duduk di sekolah menengah atas di SMA Don Bosco Semarang untuk bisa

melanjutkan studi di bidang teknik, mulai dari jenjang Diploma 3 , Strata satu dan

di Program Pasca Sarjana Magister Teknik Mesin Universitas Udayana . Dana

penelitian yang penulis pakai adalah murni berasal dari biaya pribadi yang

akhirnya menghantarkan Penulis mendapatkan gelar Master Teknik dengan Indek

Prestasi Komulatif (IPK) 4,00 pada tahun 2014 ini.

81

Pendidikan Tempat Dari Sampai Ijasah Spesialisasi

SD

SMP

SMA

Diploma 3

Diploma 3

Sarjana

Semarang

Semarang

Semarang

Semarang

Surakarta

Yogyakarta

1987

1993

1996

1999

2000

2004

1993

1996

1999

2000

2003

2006

STTB

STTB

STTB

-

Diploma (Amd)

Sarjana (ST)

-

-

IPA

Teknik Listrik

Teknik Mesin

Teknik Industri

Riwayat Penelitian

1. Pembuatan Fixture and Attachment untuk Las Potong (Dana Proyek

Mahasiswa, Ketua, 2005).

2. Pembuatan Fixture untuk asah sisi muka cutter pada mesin bubut (Dana

Proyek Mahasiswa, Ketua, 2006).

3. Perancangan dan Pembuatan Adjustable Jig Bor untuk mesin milling

konvensional (Dana Pribadi, Ketua, 2006).

4. Perancangan Pahat Bor Multidiameter (Dana Pribadi, Ketua, 2014).

Publikasi Ilmiah

1. KNEP III (Konferensi Nasional Engineering Perhotelan) Tahun 2012.

2. Jurnal Logic POLTEK P3M Politeknik Negeri Bali (Pusat Penelitian dan

Pengabdian Masyarakat).