i
TUGAS AKHIR
Studi Pengaruh Sudut Potong Pahat Hss Pada
Proses Bubut Dengan Tipe Pemotongan
Orthogonal Terhadap Kekasaran Permukaan
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
ARDIYAN SUSARNO
NIM :D 200 07 0049
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
ii
iii
iv
v
vi
MOTTO
Hidup adalah perjuangan belajar berarti perang
vii
STUDI PENGARUH SUDUT POTONG PAHAT HSS PADA PROSES BUBUT DENGAN TIPE PEMOTONGAN ORTHOGONAL
TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
Ardiyan Susarno, M. Alfatih Hendrawan,ST.MT., Dr.Ir Supriyono, MT. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A.Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : [email protected]
ABSTRAKSI
Di dalam proses pemesinan, kualitas yang baik dan waktu yang singkat menjadi sangat penting ketika material dikerjakan menjadi suatu produk. Pemilihan parameter sudut potong yang tepat untuk digunakan sangat penting dilalukan agar kualitas permukaan yang disyaratkan dapat terpenuhi.
Pada penelitian ini dilakukan dengan cara memvariasikan kecepatan potong, sudut potong, gerak makan dan kedalaman pemakanan, sebagai tolak ukur adalah kekasaran permukaan (Surface Roughness). Proses pemesinan dilakukan dengan kedalaman 1 mm dengan memvariasikan kecepatan potong, gerak makan dan, sudut potong, dari benda kerja ST 37 yang mempunyai diameter 16 mm dengan panjang 70 mm dan dibubut sepanjang ± 30 mm mengunakan pahat HSS. Setelah benda kerja dibubut, kemudian benda kerja diukur kekasaran permukaanya dengan mengunakan alat uji Roughness.
Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa putaran mesin, gerak makan, sudut potong, dan kedalaman pemakanan berpengaruh segnifikan terhadap kekasaran permukaan, pada percobaan sudut potong 850, 900 dan 950, secara grafis menunjukan kekasaran permukaan tertinggi terdapat pada sudut potong 850 dengan nilai kekasaran permukaan rata-rata 7,25 µm dan nilai kekasaran permukaan terendah ada pada sudut potong 950 dengan nilai kekasaran permukaan rata-rata 3,9 µm, putaran mesin 230 rpm, 490 rpm dan 650 rpm. Secara grafis nilai kekasaran terendah terdapat pada putaran 650 rpm dengan nilai kekasaran permukaan rata-rata 3,9 µm dan nilai kekasaran permukaan tertinggi terdapat pada putaran 230 rpm dengan nilai kekasaran rata-rata 7,25 µm, feeding 0,14 mm/rev dan feeding 0,21 mm/rev, secara grafis nilai kekasaran permukaan lebih rendah terdapat pada feeding 0,11 mm/rev dengan nilai kekasaran rata-rata 4,4 µm dan nilai kekasaran permukaan tertinggi terdapat pada feeding 0,21 mm/rev dengan nilai kekasaran permukaan rata-rata 6,9 µm.
Kata Kunci: Orthogonal, Bubut, Kekasaran, Hss.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Studi Pengaruh Sudut Potong Pahat Hss
Pada Proses Bubut Dengan Tipe Pemotongan Orthogonal Terhadap
Kekasaran Permukaan”, dapat terselesaikan atas dukungan dari
berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, SR MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Muh. Alfatih Hendrawan, ST.MT Selaku pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan.
4. Dr.Ir Supriyono, MT. selaku pembimbing pendamping yang telah
banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak dan Ibu tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta,
dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada
penulis.
6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah membekali ilmu yang berguna
bagi penulis untuk menghadapi masa depan.
7. Seluruh staff dan karyawan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
ix
8. Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2007, yang telah ikut
memberi semangat, saran dan motivasi.
9. Teman-temon kost yang selalu senantiasa membantu saat penulis
memerlukan bantuan.
10. Salman Komputer yang memberikan dukungan, khususnya mas Ipunk
yang setiap hari selalu memberi dukungan kepada penulis
11. Adek Linda yang tak henti-hentinya memberikan dukungan dan
semangat.
12. Teman-teman dan pihak-pihak lain yang ikut serta membantu
terselesaikannya Tugas Akhir ini, semoga kalian mendapat pahala dari
Allah SWT.
Dengan segala kemampuan yang ada, penulis telah berusaha
semaksimal mungkin untuk menyusun Tugas Akhir ini dengan sebaik –
baiknya, namun penulis menyadari masih banyak kekurangan maupun
kesalahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun. Akhirnya harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis sendiri, para pembaca, dan dunia ilmu
pengetahuan. Amiin.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Agustus 2012
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul ..................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ................................................................ ii
Halaman Persetujuan .......................................................................... iii
Halaman Pengesahan ......................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................... v
Lembar Motto dan Persembahan ......................................................... vi
Abstrak ................................................................................................. vii
Kata Pengantar .................................................................................... viii
Daftar Isi .............................................................................................. x
Daftar Gambar ..................................................................................... xii
Daftar Tabel ......................................................................................... xiv
Daftar Simbol ....................................................................................... xv
Daftar Lampiran ................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 . Latar Belakang ................................................................... 1
1.2 . Tujuan Penelitian ............................................................... 4
1.3 . Manfaat pene;itian.............................................................. 5
1.4 . Batasan Masalah ............................................................... 5
BAB II DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka................................................................ 7
2.2. Landasan Teori .................................................................. 9
2.2.1 Mesin Bubut (turning) ................................................. 9
1. Pengertian Mesin Bubut ......................................... 9
2. Bagian-bagian Mesin Bubut .................................... 10
2.3. Proses Pembubutan ........................................................... 21
2.3.1. Parameter Proses Pembubutan ................................ 22
2.3.2. bentuk bentuk pahat .................................................. 22
2.4. Feeding (Ketebalan Pemakanan) ....................................... 25
2.5. Sudut Potong Utama .......................................................... 26
xi
2.6. Mekasnisme Terjadinya Geram .......................................... 28
2.6.1. Komponen Gaya Pembentukan Geram .................... 30
2.7. Pemotongan Orthogonal .................................................... 34
2.8. Kekasaran Permukaan Dan Pengukuran ........................... 36
2.8.1. Kekasaran Permukaan .............................................. 36
2.8.2. Pentingnya Tingkat Kekasaran Permukaan .............. 36
2.8.3. Parameter Kekasaran Permukaan ............................ 37
2.8.4. Harga Kekasaran Ra & Angka Kelas Kekasaran ...... 39
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian ....................................................... 40
3.2. Tempat Penelitian .............................................................. 41
3.3. Alat Dan Bahan Penelitian .................................................. 41
3.3.1. Peralatan Yang Digunakan ....................................... 41
3.3.2. Bahan Penelitian ....................................................... 44
3.4. Prosedur Penelitian ............................................................ 44
3.4.1. Persiapan Bahan ....................................................... 44
3.4.2. Langkah-Langkah Penelitian ..................................... 45
3.5. Sampel ............................................................................... 47
3.6. Pengambilan Data .............................................................. 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Data Hasil Percobaan ...................................................... 49
4.2. Analisa Grafis ................................................................... 50
4.2.1. Pengaruh Sudut Potong Terhadap Kekasaran ....... 50
4.2.2. Pengaruh Putaran Mesin Terhadap Kekasaran ...... 51
4.2.3. Pengaruh Feeding Terhadap Kekasaran ................ 52
4.3. Analisa Statistik ................................................................ 53
4.4 Pembahasan ..................................................................... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ...................................................................... 60
5.2. Saran ................................................................................ 60
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Mesin Bubut dan Bagian-bagiannya ....................... 10
Gambar 2.2. Sumbu Utama ......................................................... 11
Gambar 2.3. Meja Mesin (bed) .................................................... 12
Gambar 2.4. Eretan (carriage) ..................................................... 12
Gambar 2.5. Kepala Lepas .......................................................... 13
Gambar 2.6. Tuas Pengatur Kecepatan ...................................... 14
Gambar 2.7. Tuas pembalik putaran ............................................ 14
Gambar 2.8. Plat Tabel Kecepatan Sumbu Utama ...................... 15
Gambar 2.9. Tuas Pengatur Kecepatan Sumbu Utama ............... 15
Gambar 2.10. Penjepit Pahat ......................................................... 16
Gambar 2.11. Eretan Atas ............................................................. 17
Gambar 2.12. Keran Pendingin ...................................................... 17
Gambar 2.13. Poros Transporter Dan Sumbu Pembawa .............. 18
Gambar 2.14. Dimensi Utama Mesin Bubut.................................................... 20
Gambar 2.15. Bentuk-bentuk Pahat ............................................... 24
Gambar 2.16. Sudut-sudut Geometri Pahat ................................... 24
Gambar 2.17. Sudut Potong Pahat ................................................ 27
Gambar 2.18. Teori Awal Mekanisme Terjadinya Geram .............. 28
Gambar 2.19. Teori Modern Mekanisme Terjadinya Geram .......... 29
Gambar 2.20. Lingkaran Merchant’s .............................................. 31
Gambar 2.21. Pemotongan Orthogonal ......................................... 35
Gambar 2.24. Profil Permukaan ..................................................... 38
Gambar 3.1. Diagram Alur Penelitian .......................................... 40
Gambar 3.2. Mesin Gerinda Potong ............................................ 41
Gambar 3.3. Mesin Bubut ............................................................ 42
Gambar 3.4. Pahat Hss ............................................................... 42
Gambar 3.5. Alat Uji Kekasaran ................................................... 43
Gambar 3.6. Jangka Sorong ........................................................ 43
Gambar 3.7. Penampang Benda Kerja ........................................ 44
Gambar 3.8. Penampang Benda Kerja Sebelum Dibubut ............ 45
xiii
Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Sudut Potong Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,14mm/rev.............................. 50
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Sudut Potong Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,21mm/rev.............................. 50
Gambar 4.3. Grafik Pengaruh Putaran Mesin Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,14mm/rev.............................. 51
Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Putaran Mesin Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,21mm/rev.............................. 51
Gambar 4.5. Grafik Pengaruh Feeding Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding ................................................. 52
Gambar 4.6 Sudut Potong Pahat ................................................. 56
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Harga Kekasaran Ra dan Angka Kelas Kekasaran ........ 39
Tabel 3.1 Sampel Percobaan.......................................................... 47
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Kekasaran Permukaan ................ 49
xv
DAFTAR SIMBOL
Vc = Kecepatan Potong (cutting speed) (m/menit)
Vf = Kecepatan Makan (feeding speed) (mm/menit)
a = Kedalaman Pemakanan (depth of cut) (mm)
tc = Waktu Pemotongan (cutting time) (menit)
z = Kecepatan Penghasil Geram (cm3/menit)
d0 = Diameter Mula-mula (mm)
dm = Diameter Akhir (mm)
lt = Panjang Permesinan (mm)
Kr = Sudut Potong Utama (0)
γ0 = Sudut Geram (0)
f = Gerak Makan (mm/rev)
n = Putaran Mesin (rpm)
Π = Konstanta, seharga 3,14
D = Diameter Rata-rata (mm)
lv = Langkah Pengawalan (mm)
lw = Panjang Pemotongan pada Benda Kerja (mm)
ln = Langkah Pengakhiran (mm)
b = Lebar Geram (mm)
h = Tebal Geram (mm)
A = Luas Penampang Geram (mm2)
F = Gaya Total (N)
Fs = Gaya Geser (N)
Fsn = Gaya Normal pada Bidang Geser (N)
Fv = Gaya Potong (N)
Ff = Gaya Makan (N)
Fγ = Gaya Gesek (N)
Fγn = Gaya Normal (N)
Λs = Sudut Miring (0)
xvi
Ashi = Penampang Bidang Geser (mm2)
Τshi = Tegangan Geser pada bidang Geser (N/mm2)
µ = Koefisien
γ0 = Sudut Geram (0)
η = Sudut Gesek (0)
Ф = Sudut Geser (0)
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Data Hasil Pengujian ..................................................... Lampiran
Foto Pelaksanaan Penelitian .......................................... Lampiran
Top Related