Penelitian Pip. Mks 2015 (revisi).docx

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Salah satu karakteristik geometris yang ideal dari suatu komponen adalah permukaan yang halus. Dalam prakteknya memang tidak

mungkin

untuk

mendapatkan

suatu

komponen

dengan

permukaan yang betul-betul halus. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, misalnya faktor manusia (operator) dan faktor-faktor dari mesinmesin yang digunakan untuk membuatnya. Akan tetapi, dengan kemajuan teknologi terus berusaha membuat peralatan yang mampu membentuk permukaan komponen degan tingkat kehalusan yang cukup tinggi menurut standar ukuran yang berlaku dalam metrologi yang dikemukakan oleh para ahli pengukuran geometris benda melalui pengalaman penelitian. Tingkat kehalusan suatu permukaan memang peranan yang sangat

penting

dalam

perencanaan

suatu

komponen

mesin

khususnya yang menyangkut masalah gesekan pelumasan, keausan, tahanan terhadap kelelahan dan sebagainya. Oleh karena itu, dalam perencanaan dan pembuatannya harus dipertimbangkan terlebih dulu mengenai peralatan mesin yang mana harus digunakan untuk membuatnya serta berapa ongkos yang harus dikeluarkan. Agar proses pembuatannya tidak terjadi penyimpangan yang berati maka

1

karakteristik permukaan ini harus dapat dipahami oleh perencana lebih-lebih lagi oleh operator. Komunikasi karakteristik permukaan biasanya dilakukan dalam gambar teknik. Akan tetapi untuk menjelaskan

secara

sempurna

mengenai

karakteristik

suatu

permukaan nampaknya sulit. Walaupun hingga saat ini sudah banyak parameter yang digunakan dalam pembahasan karakteristik permukaan, namun belum ada suatu parameter yang menjelaskan secara sempurna mengenai keadaan yang sesungguhnya dari permukaan. Mengingat pengembangan teknologi sekarang ini semakin hari semakin meningkat bersamaan dengan meningkatnya perkembangan teknologi dibidang teknik. Khususnya Bengkel Mekanik Jurusan Teknika Mesin, dengan adanya beberapa jenis mesin bubut yang memiliki kemampuan yang berbeda-beda, dengan memilih salah satu jenis diantaranya, kemudian menghubungkan dengan parameter pemotongan seperti kecepatan potong dan kedalaman pemakanan untuk mendapatkan kehalusan pengerjaan benda kerja yang optimal. Dari kondisi di atas, penulis meneliti kemampuan suatu mesin bubut dengan mengukur tingkat kekasaran yang dihasilkan terutama pada mesin bubut tipe C. 6127.

2

B. Rumusan Masalah Berdasarkan

latar

belakang

yang

telah

dikemukakan

sebelumnya, maka timbul beberapa rumusan masalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui pengaruh kecepatan spindel (spindel speed) terhadap kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan dengan specimen baja karbon ST. 42. 2. Untuk mengetahui pengaruh kedalaman pemakanan (depth of cut) terhadap kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan dengan specimen baja karbon ST. 42.

C. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam penelitian ini yaitu : 1. Logam/material yang diteliti hanya 1 (satu) jenis yaitu ST 42 sesuai bahan yang ada di bengkel. 2. Logam atau material yang diuji pada setiap putaran dibatasi hanya 3 (tiga) specimen. 3. Mesin bubut yang digunakan hanya 1 (satu) type yaitu HG 28, untuk mendapatkan keakuratan data.

3

C. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitan ini antara lain : 1. Mengetahui pengaruh kecepatan potong (cutting speed) terhadap kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan dengan specimen baja karbon ST. 42. 2. Mengetahui pengaruh kedalaman pemakanan (depth of cut) terhadap kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan dengan specimen baja karbon ST. 42.

E. Mafaat Penelitian 1. Memberikan

pengetahuan

kepada

pembaca

bagaimana

mendapatkan tingkat kekasaran suatu material dengan beberapa variasi parameter. 2. Memberikan pengetahuan kepada peserta didik terutama jurusan teknika tentang tingkat kekasaran suatu logam/material. 3. Memberikan gambaran kepada pengelolah laboratorium tentang kemampuan mesin bubut yang ada.

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Mesin Bubut Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas potong logam yang gerak utamanya berputar dan berfungsi sebagai pengubah bentuk dan ukuran benda dengan jalan menyayat benda tersebut dengan suatu pahat penyayat, posisi benda kerja berputar sesuai dengan sumbu mesin dan pahat diam bergerak kekanan/kekiri searah dengan sumbu mesin bubut menyayat benda kerja. Ukuran dari mesin adalahdiukur dari jarak senter kepala tetap sampai senter kepala lepas, ini merupakan jarak terpanjang dari benda kerja yang bisa dibubut. Tinggi mesin bubut adalah jarak dari ujung senter ke permukaan alas mesin (bed) yakni sebagai

1/

2

diameter benda kerja yang bisa

dikerjakan. Panjang mesin bubut adalah : jarak antara ujung senter kepala tetap dengan ujung senter kepala lepas,

5

Gbr. 2.1. Mesin Bubut

B.

Bagian-bagian Utama Mesin Bubut 1. Kepala Tetap Kepala Tetap adalah suatu bagian mesin bubut yang dipasang tetap diatas alas mesin yang berfungsi untuk: a. Tempat memasang benda kerja dengan mempergunakan plat cekam (rahang tiga dan rahang empat) b. Untuk mengatur kecepatan putaran pada sumbuh utama mesin bubut dan diteruskan ke benda kerja

Gbr. 2.2. Kepala Tetap

6

2. Kepala Lepas Kepala lepas adalah suatu bagian mesin bubut yang dapat digeser atau dipindah-pindah disepanjan alas mesin.

Gbr. 2.3. Kepala Lepas

Fungsinya: a. Untuk mengukur tinggi senter mata pahat. b. Untuk

menyokong/menahan

benda

kerja

pada

waktu

membubut benda kerja yang panjang. c. Untuk mengebor dan meluaskan lubang (reamer) benda kerja. d. Untuk membubut konis (tirus) benda kerja dengan perhitungan rumus sbb: X=

𝐿 (𝐷 − 𝑑) … … … … … … … … . (1) 2𝑙

dimana : X = Jumlah penggeseran pada kepala lepas (mm) L = Panjang seluruh benda kerja l = Panjang bagian konis D = Diameter terbesar dari benda kerja d = Diameter terkecil dari benda kerja

7

3.

Support ( Eretan/ pembawa ) Support ( Eretan ) adalah suatu bagian mesin bubut yang dapat menghantar perkakas potong ( pahat ) pada waktu menyayat benda kerja baik secara otomatis maupun secara manual.

Gbr. 2.4 Support Support ( Eretan ) dapat dibagi atas 3 bagian yaitu: a. Eretan Bawah

berfungsi untuk membubut bulat diameter

benda kerja baik secara otomatis maupun secara manual

ERETAN BAWAH

Gbr. 2.5. Eretan Bawah

8

b. Eratan Lintang berfungsi untuk memotong/ meratakan ujung benda kerja dengan arah melintang baik secara otomatis maupun secara manual.

ERETAN LINTANG

Gbr. 2.6. Eretan Lintang

c. Eretan Atas ( Silang ) berfungsi untuk membubut konis (tirus) benda kerja dengan cara manual Rumus : 𝐓𝐠 𝛂 =

Dimana :

(𝐷 − 𝑑) … … … … … … … … . (𝟐) 2𝑙

α = sudut penggeseran eretan atas D = diameter terbesar d = diameter terkecil l = p = panjang bagian konis ( tirus )

9

ERETAN SILANG

Gbr. 2.7. Eretan Silang

d. Alas Mesin Alas mesin adalah kerangka utama mesin bubut, tempat memasang kepala tetap, kepala lepas dan support (eretan) dan alurnya berbentuk V dan rata.

ALAS MESIN

MEKANIK PENGGERAK

Gbr. 2.8. Alas Mesin

10

e. Mekanik Penggerak Mekanik penggerak adalah suatu bagian mesin bubut yang dapat mengatur kecepatan putaran pada sumbu utama maupun kecepatan putaran sumbu transforteur otomatis

C. Proses Bubut (Turning) Proses bubut adalah proses pemesinan untuk menghasilkan bagian-bagian mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan Mesin Bubut. Bentuk dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses pemesinan permukaan luar benda silindris atau bubut rata : -

Dengan benda kerja yang berputar.

-

Dengan satu pahat bermata potong tunggal (with a single-point cutting tool).

-

Dengan gerakan pahat sejajar terhadap sumbu benda kerja pada jarak tertentu sehingga akan membuang permukaan luar benda kerja (lihat Gambar 2.9 no. 1)

11

Gambar 2.9. Proses bubut rata, bubut permukaan, dan bubut tirus Sumber : B. Sentot Wijanarka

12

Proses bubut permukaan/surface turning ( Gambar 2.9 no.2 ) adalah proses bubut yang identik dengan proses bubut rata ,tetapi arah gerakan pemakanan tegak lurus terhadap sumbu benda kerja. Proses bubut tirus/taper turning (Gambar 2.9 no. 3) sebenarnya identik dengan proses bubut rata di atas, hanya jalannya pahat membentuk sudut tertentu terhadap sumbu benda kerja. Demikian juga proses bubut kontur, dilakukan dengan cara memvariasi kedalaman potong sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan. Walaupun proses bubut secara khusus menggunakan pahat bermata potong tunggal, tetapi proses bubut bermata potong jamak tetap termasuk proses bubut juga, karena pada dasarnya setiap pahat bekerja sendiri-sendiri. Selain itu proses pengaturannya (seting) pahatnya tetap dilakukan satu persatu.

D. Parameter yang dapat diatur pada proses bubut Tiga parameter utama pada setiap proses bubut adalah kecepatan putar spindel (speed), gerak makan (feed) dan kedalaman potong (depth of cut). Faktor yang lain seperti bahan benda kerja dan jenis pahat sebenarnya juga memiliki pengaruh yang cukup besar, tetapi tiga parameter di atas adalah bagian yang bisa diatur oleh operator langsung pada mesin bubut. Kecepatan putar n (speed) selalu dihubungkan dengan spindel (sumbu utama) dan benda kerja. Karena kecepatan putar diekspresikan sebagai putaran per menit

13

(revolutions per minute, rpm), hal ini menggambarkan kecepatan putarannya. Akan tetapi yang diutamakan dalam proses bubut adalah kecepatan potong (Cutting speed atau V) atau kecepatan benda kerja dilalui oleh pahat/ keliling benda kerja (lihat Gambar 2.3). Secara sederhana kecepatan potong dapat digambarkan sebagai keliling benda kerja dikalikan dengan kecepatan putar atau :

Gambar 2.10. Panjang permukaan benda kerja yang dilalui pahat setiap putaran

𝑉= Dimana :

𝜋𝑑𝑛 1000

V = kecepatan potong; m/menit d = diameter benda kerja ;mm n = putaran benda kerja; putaran/menit

Dengan demikian kecepatan potong ditentukan oleh diamater benda kerja.Selain kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda

14

kerja faktor bahan benda kerja dan bahan pahat sangat menentukan harga kecepatan potong. Pada dasarnya pada waktu proses bubut kecepatan potong ditentukan berdasarkan bahan benda kerja dan pahat. Harga kecepatan potong sudah tertentu, misalnya untuk benda kerja Mild Steel dengan pahat dari HSS, kecepatan potongnya antara 20 sampai 30 m/menit. Gerak makan, f (feed) , adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja berputar satu kali (lihat Gambar 9.), sehingga satuan f adalah mm/putaran. Gerak makan ditentukan berdasarkan kekuatan mesin, material benda kerja, material pahat, bentuk pahat, dan terutama kehalusan permukaan yang diinginkan. Gerak makan biasanya ditentukan dalam hubungannya dengan kedalaman potong a. Gerak makan tersebut berharga sekitar 1/3 sampai 1/20 a, atau sesuai dengan kehaluasan permukaan yang dikehendaki.

Gambar 2.11. Gerak makan (f) dan kedalaman

15

E. Pengukuran Kekasaran Permukaan Salah satu karakteristik geometris yang ideal dari suatu komponen adalah permukaan yang halus. Dalam prakteknya memang tidak mungkin untuk mendapatkan suatu komponen dengan permukaan yang betul-betul halus.Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, misalnya factor manusia (operator) dan faktor-faktor dari mesinmesin yang digunakan untuk membuatnya.Akan tetapi, dengan kemajuan teknologi terus berusaha membuat peralatan yang mampu

membentuk

permukaan

komponen

degan

tingkat

kehalusan yang cukup tinggi menurut standar ukuran yang berlaku dalam metrologi yang dikemukakan oleh para ahli pengukuran geometris benda melalui pengalaman penelitian. Tingkat kehalusan suatu permukaan memang peranan yang sangat penting dalam perencanaan suatu komponen mesin khususnya yang menyangkut masalah gesekan pelumasan, keausan, tahanan terhadap kelelahan dan sebagainya. Oleh karena itu, dalam perencanaan dan pembuatannya harus dipertimbangkan terlebih dulu mengenai peralatan mesin yang mana harus digunakan untuk membuatnya serta berapa ongkos yang harus dikeluarkan. Agar proses pembuatannya tidak terjadi penyimpangan yang berati maka karakteristik permukaan ini harus dapat dipahami oleh perencana lebih-lebih lagi oleh operator. Komunikasi karakteristik permukaan

16

biasanya dilakukan dalam gambar teknik. Akan tetapi untuk menjelaskan secara sempurna mengenai karakteristik suatu permukaan nampaknya sulit. Walaupun hingga saat ini sudah banyak parameter yang digunakan dalam pembahasan karakteristik permukaan, namun belum ada suatu parameter yang menjelaskan secara sempurna mengenai keadaan yang sesungguhnya dari permukaan. Untuk pembahasan selanjutnya mengenai kekasaran permukaan maka terlebih dahulu perlu dibicarakan mengenai batasan dan beberapa parameter penting

yang

ada

kaitannya

dengan

kekasaran/kehalusan

permukaan yang hingga saat ini masih banyak dipakai dalam praktek. Beberapa peralatan yang bisa digunakan untuk memeriksa kehalusan permukaan ini juga akan disinggung.

F. Cara Pengukuran Permukaan Banyak cara yang bisa dilakukan untuk memeriksa tingkat kekasaran permukaan. Cara yang paling sederhana adalah dengan meraba atau menggaruk permukaan yang diperiksa. Cara ini sudah tentu ada beberapa kelemahannya, karena sifatnya hanya membandingkan saja. Dan dasar pengambilan keputusan baik tidaknya suatu permukaan adalah berdasarkan perasaan si pengukur belaka yang antara pengukur yang satu dengan lainnya sudah tentu terdapat perbedaan. Cara lain yang lebih teliti lagi

17

adalah dengan menggunakan peralatan yang dilengkapi dengan jarum

peraba

(stylus). Peralatan

ini memiliki sistem

kerja

berdasarkan prinsip elektris. Dengan peralatan yang dilengkapi dengan stylus ini maka hasil pengukuran permukaan bisa langsung dibaca. Bila dilihat dari proses pengukurannya maka cara pengukuran permukaan dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu:

pengukuran

permukaan

secara

tak

langsung

atau

membandingkan dan pengukuran permukaan secara langsung.

1. Pengukuran Kekasaran Permukaan Secara Tidak Langsung Dalam pemeriksaan permukaan secara tidak langsung atau membandingkan ini ada beberapa cara yang bisa dilakukan, antara lain

yaitu

dengan

meraba

(touch

inspection),

dengan

melihat/mengamati (visual inspection), dengan menggaruk (scratch inspection), dengan mikroskop (microscopic inspection) dan dengan potografi permukaan (surface photographs). 1.1 Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Cara Meraba (Touch Inspection) Pemeriksaan kekasaran di sini adalah dengan meraba muka ukur. Sebagai alat perabanya adalah ujung jari. Dengan kepekaan perasaan dalam meraba maka dapat dirasakan kasar halusnya suatu permukaan.

18

Untuk mengetahui seberapa tinggi tingkat kehalusannya biasanya dilakukan

dengan

permukaan

standar

(surface

finish

comparator). Dalam laboratorium pengukuran atau dalam bengkel-bengkel mesin biasanya dilengkapi dengan alat ukur pembanding kekasaran permukaan. Alat ukur pembanding kekasaran permukaan ini ditempatkan dalam satu set yang terdiri dari beberapa lempengan baja yang masing-masing lempengan

mempunyai

angka

kekasaran

sendiri-sendiri.

Karena proses pengerjaan mesin bisa dilakukan dengan mesin bubut,

mesin

sekrap,

mesin

frais,

mesin

gerinda

dan

sebagainya, maka alat ukur pembanding kekasaran permukaan pun dikelompokkan menurut jenis mesin yang digunakan. Dengan

demikian,

dalam

laboratorium

pengukuran

atau

bengkel mesin biasanya selalu tersedia beberapa set alat ukur pembanding kekasaran permukaan (surface finish comparator) yang sudah dikelompokkan sesuai dengan jenis mesin yang digunakan untuk pembuatannya. Jadi, dengan adanya alat ukur pembanding kekasaran permukaan maka dapat diperkirakan besarnya tingkat kekasaran permukaan yang diperiksa. Yang perlu diperhatikan adalah alat ukur pembanding kekasaran permukaan yang digunakan harus sesuai jenis mesin yang dipakai. Jadi, bila permukaan yang akan diperiksa dikerjakan

19

dengan mesin bubut maka alat ukur pembanding kekasaran permukaan yang digunakan adalah set kekasaran permukaan kerja bubut. Permukaan yang diperiksa diraba dengan ujung jari, kemudian ganti meraba beberapa lempengan alat ukur pembanding kekasaran permukaan. Bila dirasakan ada salah satu lempengan yang tingkat kehalusannya sama dengan kehalusan dari permukaan yang diperiksa bahwa kehalusan permukaan yang diperiksa adalah sama dengan kehalusan permukaan pembanding. Angka tingkat kehalusan/kekasaran bisa dibaca pada lempengan dari pembanding. Dengan cara yang sama maka pemeriksaan kekasaran bisa dilakukan dengan melihat dan menggaruk permukaan kemudian ganti melihat dan menggaruk permukaan alat ukur pembanding kekasaran. Jadi, dengan mata telanjang bisa juga dilakukan pemeriksaan (visual inspection) suatu permukaan, yaitu melihat permukaan

yang

diperiksa

kemudian

melihat

kehalusan

permukaan pembanding. Dari perbandingan dengan melihat ini bisa ditentukan permukaan pembanding yang mana yang kirakira sama dengan permukaan yang diperiksa. Demikian juga halnya dengan menggaruk permukaan (scratch inspection). Permukaan yang diperiksa digaruk dengan kuku, kemudian ganti

menggaruk

perbandingan

permukaan

menggaruk

pembanding.

permukaan

ini

maka

Dengan dapat

20

diperkirakan permukaan pembanding yang mana yang sama dengan permukaan yang diperiksa. Besarnya angka tingkat kehalusan bisa dibaca pada angka yang tercantum untuk permukaan pembanding. Dari pemeriksaan permukaan dengan meraba, melihat dan menggaruk di atas jelas bahwa ada beberapa kelemahan yaitu dari sudut penentuan besarnya angka tingkat kehalusan permukaan. Hal ini disebabkan sulitnya menentukan besarnya tingkat kehalusan yang hanya berdasarkan pada kepekaan perasaan individu. Di samping itu, perasaan dari meraba, melihat dan menggaruk permukaan antara individu yangsatu dengan yang lain sudah tentu ada perbedaannya. Meskipun demikian, cara-cara pemeriksaan permukaan dengan perbandingan di atas cukup efisien digunakan dalam praktek kerja mesin dan pengepasan maupun pada

produksi

komponen-komponen

yang

tingkat

kehalusannya tidak begitu ditekankan. Bila pemeriksaan kekasaran permukaan harus dilakukan dengan cara meraba, melihat dan menggaruk, maka sebaiknya perlu juga dilakukan pemeriksaan kekasaran permukaan dengan stylus. Hal ini dimaksudkan untuk sebagai beban perbandingan antara harga Ra yang diperoleh dari meraba atau menggaruk dengan harga Ra yang diperoleh dengan stylus. Jadi, sifatnya hanya

21

mengecek harga Ra yang diperoleh dari pemeriksaan secara tidak langsung. 1.2 Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Mikroskop (Microscopic Inspection) Cara

pemeriksaan

kekasaran

permukaan

dengan

menggunakan mikroskop adalah metode yang lebih baik dari pada cara yang sudah dibicarakan yaitu meraba, melihat dan menggaruk permukaan. Keterbatasan pemeriksaan permukaan dengan mikroskop ini adalah pengambilan bagian permukaan yang sempit setiap kali akan melakukan pengukuran. Maka dari itu, dalam pemeriksaan kekasaran permukaan harus dilakukan berulang-ulang untuk kemudian dicari harga rataratanya. Pemeriksaan kekasaran permukaan dengan mikroskop ini termasuk

juga

salah

satu

pengukuran

dengan

cara

membandingkan, yaitu membandingkan hasil pemeriksaan permukaan yang diukur dengan permukaan dari pembanding yang kedua-duanya dilihat dengan mikroskop. Pertama melihat permukaan ukur dengan mikroskop, kemudian ganti melihat permukaan pembanding. Dengan membandingkan kedua permukaan yang dilihat dengan mikroskop ini maka dapat dianalisis

bagaimana

keadaan

yang

sesungguhnya

dari

permukaan yang diperiksa.

22

1.3 Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Poto (Surface Photograph) Pengukuran dengan cara ini adalah mengambil gambar atau memotret permukaan yang akan diperiksa. Kemudian poto permukaan tersebut diperbesar dengan perbesaran yang berbeda-beda. Perbesaran yang diambil adalah perbesaran secara vertikal. Dengan membandingkan hasil perbesaran poto permukaan yang berbeda-beda ini maka dapat dianalisis ketidakteraturan dari permukaan yang diperiksa. 1.4 Pemeriksaan Kekasaran dengan

Peralatan Kekasaran

Secara Mekanik (Mechanical Roughness Instrument) Mechanical Roughness Instrument yang disingkat dengan MECRIN permukaan

adalah yang

peralatan

untuk

merupakan

memeriksa

perkembangan

kekasaran dari

cara

perabaan atau penggarukan permukaan. Alat ini bekerja dengan sistem mekanik dan diproduksi oleh Messrs. Ruber and Co. Peralatan ini hanya cocok untuk permukaan yang tidak teratur. Sebagai peraba dari alat ini adalah sebuah pelat tipis. Alat ini terdiri dari pelat tipis sebagai peraba, penutup pelat, jam ukur (dial indicator) dan kait pengatur. Pada waktu bekerja, pelat peraba akan tetap lurus dan bisa melengkung tergantung pada tingkat kekasaran permukaan dan sudut kemiringan dalam menekankan peraba pada permukaan ukur. Bila sudut

23

kemiringan dibawah sudut kritisnya maka pelat peraba akan dengan mudah meluncur di atas permukaan dalam keadaan tetap lurus. Bila sudut kemiringannya diperbesar maka peraba akan melengkung. Pada saat peraba mulai melengkung inilah terdapat sudut kritis (critical angle) antara pelat peraba dengan permukaan. Dengan demikian berarti bahwa makin halus permukaan makin besar pula sudut kritisnya. Jadi, sudut kemiringan ini merupakan fungsi dari tingkat kekasaran permukaan yang diperiksa. Perubahan sudut ini dapat diamati pada penutup peraba yang tembus pandang (transparant) dan perubahan bentuk pelat peraba ini akan mempengaruhi posisi dari jarum penunjuk jam ukur (dial indicator). Pada piringan jam ukur

tercantum

simbol-simbol

kelas

kekasaran.

Dengan

demikian, setiap kali pengukuran permukaan bisa dilihat di mana letak posisi jarum penunjuk jam ukur yang pada posisi itulah kelas kekasaran dari permukaan yang diukur. Untuk menjaga ketelitian maka alat ukur MECRIN ini juga harus dikalibrasi dalam periode waktu tertentu. Sebagai benda pembanding dalam mengkalibrasi alat ukur MECRIN adalah baja karbon specimen yang sudah dikeraskan yang mempunyai harga normal Ra antara 0.1 µm dan 0.4 µm. Dan toleransi yang diberikan untuk alat ini adalah µ12%. Alat ukur kekasaran

24

secara mekanis (MECRIN) secara umum bisa digunakan untuk tujuan-tujuan : a. Sebagai alat pembanding untuk menentukan permukaan yang mana yang lebih kasar dalam pemeriksaan dua permukaan. b. Sebagai alat ukur batas untuk kekasaran, yaitu dalam kaitannya dengan GO dan NOT GO. c. Untuk memeriksa arah bekas pengerjaan permukaan (lay). d. Untuk mengukur kedalaman kekasaran yang dalamnya sampai 1 mm yang tidak bisa diperiksa dengan stylus. e. Sebagai pembanding permukaan selain logam, misalnya kertas, plastik, kayu, permukaan-permukaan yang dicat, dan sebagainya. f. Untuk

melengkapi

harga-harga

Ra

dari

permukaan-

permukaan yang relatif halus. 1.5 Alat Ukur Kedalaman Kekasaran (The Dial Depth Gauge) Untuk harga kekasaran Ra di atas 5.0 µm, misalnya permukaan yang dikerjakan dengan sekrap, perlu diperiksa dengan peralatan yang lebih cocok karena keterbatasan dari penggunaan peralatan stylus. Salah satu peralatan ukur yang dikembangkan untuk maksud di atas adalah alat ukur kedalaman kekasaran (Dial Dept Gauge). Keuntungan dari alat ini adalah dapat dilakukan pengukuran secara cepat tanpa

25

harus membuat grafik kekasaran permukaan terlebih dulu. Bentuk pengukur kedalaman kekasaran ini hampir sama dengan jam ukur, namun perabanya diganti dengan sebuah silinder dari baja atau diamond yang berfungsi sebagai stylus. Pada bagian stylus ini dilengkapi dengan dua atau tiga penyentuh data (datum attachment) yang bisa diatur untuk permukaan yang rata atau bulat. Pada waktu digunakan, posisi nol jam ukur harus disetel yaitu tepat pada saat stylus menyentuh

alur

kekasaran.

Kemudian

kaki

dari

datum

attachment ditekankan ke permukaan. Dari sini baru dibaca skala ukurnya. Cara ini diulang-ulang sampai empat atau lima kali, kemudian harga pemeriksaannya di rataratakan. Harga rata-rata ini adalah sama dengan Rz. Harga pembacaan tertinggi adalah harga Rt. Pembahasan peralatan ukur untuk kekasaran permukaan MECRIN dan Dial Depth Gauge sebetulnya

bisa

juga

dikatakan

dengan

pemeriksaan

permukaan secara langsung. Hanya saja sistem kerjanya secara mekanis dan juga tidak diperoleh grafik kekasaran permukaan pada saat pengukuran dilakukan dengan kedua alat tersebut. Yang bisa dibaca langsung dari kedua alat ini adalah harga Ra-nya.

26

2. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan Secara Langsung Telah permukaan

dikemukakan secara

sebelumnya

langsung

adalah

bahwa dengan

pemeriksaan menggunakan

peralatan yang dilengkapi dengan peraba yang disebut stylus. Pada pembahasan alat ukur MECRIN dan Dial Depth juga telah disinggung adanya kata stylus. Stylus merupakan peraba dari alat ukur kekasaran permukaan yang bentuknya konis atau piramida. Bagian ujung dari stylus ini ada yang berbentuk rata dan ada pula yang berbentuk radius. Untuk ujung stylus yang berbentuk radius, jari-jari keradiusannya biasanya sekitar 2 µm. Bila stylus bergeser maka setiap perubahan yang dialami oleh stylus karena permukaan yang tidak halus akan nampak pada kertas grafik dari peralatan ukurnya karena perubahan ini terekam secara otomatis. Dengan adanya bagian pembesar pada peralatan ukurnya (amplifier) kekasaran permukaan yang tidak jelas dilihat dengan mata akan nampak lebih jelas tergambar pada kertas di bagian rekorder (perekam) jalannya stylus. Pada bagian daerah stylus biasanya dilengkap dengan skid atau datum attachment. Fungsi skid ini pada dasarnya adalah penahan dan pengatur menyentuhnya stylus terhadap permukaan ukur. Bentuk skid ini ada yang berbentuk kurve dan ada pula yang rata. Jadi, perlengkapan secara umum dari peralatan ukur kekasaran permukaan dengan stylus yang bekerjanya berdasarkan prinsip kelistriksan adalah peraba (stylus),

27

skid, amplifier, perekam (recorder) dan bagian pencatat semua profil

kekasaran

yang

direkam.

Beberapa

peralatan

ukur

permukaan yang menggunakan stylus ini antara lain adalah profilometer, The Tomlinson Surface Meter dan The Taylor-Hobson Taysurf. 2.1. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Profilometer Sistem kerja dari profilometer pada dasarnya sama dengan prinsip

peralatan

gramophone.

Perubahan

gerakan

stylus

sepanjang muka ukur dapat dibaca pada bagian amplimeter. Gerakan stylus bisa dilakukan dengan tangan dan bisa secara otomatis dengan yang dilakukan oleh motor penggeraknya. Angka yang ditunjukkan pada bagian skala adalah angka tinggi rata-rata dari kekasarannya. Sebagai contoh hasil pemeriksaan permukaan dengan profilometer dapat dilihat sampel pengukuran berikut ini. Jumlah puncak dan lembah yaitu jumlah dari titik A sampai dengan titik M adalah = 231. Sedangkan jumlah kuadratnya adalah = 463. Jadi, harga rata-rata kekasaran aritmetis adalah 13 231 = 17.7 microinch. Sedangkan harga kekasaran rata-rata kuadratis adalah 13 483 = 19.3 microinch. 2.2. Alat Ukur Permukaan Tomlinson Surface Meter Alat pengukur kekasaran permukaan ini memiliki prinsip kerja mekanis optis yang dirancang oleh Dr. Tomlinson dari National Physical Laboratory (NPL). Peralatan ukur Tomlinson

28

Surface Meter terdiri dari beberapa komponen antara lain yaitu: stylus, skid, pegas spiral, pegas daun, rol tetap, kaca tetap yang dilapisi bahan tertentu sehingga terdapat bekas ada goresan pada permukaannya (smoked glass) dan badan (body). Disini gerakan stylus hanya dibatasi khusus pada gerakan vertikal saja. Gerakan vertikal ini terjadi karena ada pengaruh dari pegas spiral dan pegas daun. Gaya dari pegas spiral menyebabkan timbulnya gaya yang sama pada pegas daun. Gerak stylus secara vertikal akan menyebabkan sebuah lengan dari pelat tipis yang ujungnya dilengkapi dengan penggores ikut bergerak. Bahan penggores tersebut dari diamond. Bergeraknya ujung penggores dari diamond ini akan menyebabkan terjadinya goresan pada kaca. Karena kaca ini sudah diberi bahan Misalnya : tertentu (smokedglass) maka setiap goresan pada permukaannya akan menjadi jelas. Agar bekas goresan tidak hanya mengarah secara vertikal saja maka badan (body) harus digerakkan secara horizontal. Gerakan horizontal dari badan dapat dilakukan dengan memutar mur penggerak yang dalam satu putaran mur memakan waktu kira-kira 1 menit. Perputaran mur ini dilakukan oleh motor. Selama terjadi gerakan horizonal dari badan kaca tempat penggoresan tetap pada posisinya. Dengan adanya gerakan horizontal dan vertikal secara bersama-sama ini maka bekas goresan akan nampak seperti ada lembah dan puncak yang tajam berjejer secara bersambung dalam

29

arah mendatar. Terjadinya bekas goresan vertikal dengan puncak dan lembah yang nampak jelas pada kaca disebabkan adanya perbesaran vertikal 100 kali. Peralatan Tomlinson Surface Meter dilengkapi

juga

dengan

proyektor

optis

yang

digunakan

memproyeksikan goresan yang ada pada kaca. Dalam proses proyeksi ini juga ada perbesaran 50 kali. Dengan adanya perbesaran 50 kali ini maka hasil proyeksi dari goresan pada kaca diperbesar secara vertikal sebanyak 5000 kali dan secara horizontal 50 kali. Hasil perbesaran ini kemudian diambil, bisa dilakukan dengan tangan atau bisa juga dengan memotretnya. Selanjutnya, dengan data ini maka ketidak teraturan permukaan yang diperiksa bisa dianalisis. 2.3. Alat Ukur Permukaan Taylor-Hobson Talysurf Alat ukur permukaan in imerupakan alat ukur elektronik dan bekerja atas dasar prinsip modulasi (modulating priciple). Pada dasarnya, Taylor-Hobson Talysurf ini bentuknya hampir sama dengan Tomlinson SurfaceMeter, bedanya hanya terletak pada sistem perbesarannya. Alat ukur Taylor-Hobson Talysurf dapat memberikan informasi yang lebih cepat dan bahkan lebih teliti dari pada Tomlinson Surface Meter. Seperti halnya pada Tomlinson Surface Meter, pada Taylor-Hobson Talysurf juga terdapat stylus dari diamond dengan bentuk radius yang berjari-jari 0.002 mm. Juga terdapat skid yang membantu mengatur kontaknya ujung

30

stylus dengan muka ukur. Stylus dan skid akan bergerak secara elektronik karena adanya motor penggerak. Pada bagian stylus dan skid terdapat peralatan yang berbentuk E (E-shaped stamping), bagian tengahnya menahan/menyentuh lengan/pemegang stylus dan bagian kedua kakinya terdapat belitan (coil) kawat sebagai media lewatnya arus. Setiap ada perubahan yang dialami oleh stylus akan menyebabkan terjadinya jarak (air gap) antara lengan stylus dengan kaki tengah penekan berbentuk E. Besarnya jarak (air gap) ini bervariasi sesuai dengan variasi kekasaran permukaan yang diperiksa. Dengan demikian amplitudo yang terjadi pada koil dimodulasi. Dengan adanya perlengkapan demodulator maka arus dari koil ini diberikan secara langsung dengan proporsi tertentu ke gerakan

vertikal

dari

stylus.

Bekerjanya

demodulator

ini

menyebabkan beroperasinya pena dari rekorder/perekam yang menghasilkan suatu rekaman yang bersifat tetap (permanent). Untuk mengetahui ketidak teraturan permukaan dalam bentuk angka bisa dilihat pada bagian skala ukurnya (meter) yang dapat dibaca secara langsung. Sedangkan gambar dari kekasaran permukaan yang direkam oleh rekorder akan tampak pada kertas yang dilapisi karbon (carbon-backed paper). Dengan adanya pengaruh

kelistrikan

maka

kertas

tersebut

mudah

timbul

gambar/bekas bila tergores.

31

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Unit Bengkel Jurusan Teknika Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar, penelitan dilaksanakan dalam bulan Januari 2019.

B. Instrumen Penelitian Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini dibagi atas 2 (dua) bagian, yaitu bahan dan alat. 1. Bahan : -

Besi As/poros pejal ST 42 dengan diameter 19 mm

2. Alat : -

Mesin Bubut type HG 28

-

Pahat Bubut HSS (6 x ½)"

-

Alat-alat perlengkapan bubut lainnya

-

Surface Tester (Mitutoyo SJ-310)

C. Pengambilan Data Adapun metode penelitian yang digunakan dalam pengambilan data yaitu dengan melakukan metode penelitian eksperimen, dimana

32

tahapan-tahapan yang digunakan dalam pengambilan/pengerjaan adalah sebagai berikut: 1. Tahap I: Persiapan Dalam tahapan ini yang dilakukan adalah mempersiapkan hal-hal sebagai: - Bahan poros baja ST 42 Ø 19mm - Mesin bubut type HG 28 - Pahat bubut rata (HSS) - Alat ukur kekasaran permukaan (surface tester merk Mitutoyo SJ310) 2. Tahap II: Pengerjaan Yang dilakukan dalam tahap ini adalah membubut 9 (Sembilan) jenis spesimen seperti gambar 2 , dimana 3 (tiga) jenis specimen pada putaran 280 rpm, 3 (tiga) jenis specimen pada putaran 350 rpm dan 3 (tiga) jenis specimen pada putaran 760 rpm. 3. Tahap III: Pengujian Masing-masing spesimen yang telah dibubut dengan berbagai macam variasi putaran spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan

diukur

tingkat

kekasaran

permukaannya

dengan

menggunakan alat ukur kekasaran permukaan (surface tester).

33

D. Flow Chart Kegiatan Penelitian

Mulai

Pemilihan dan Pemotongan Benda Uji ST. 42

Desain specimen, tool, alat uji

Proses pembubutan

Variasi feeding dengan kecepatan spindel tetap

Variasi kecepatan spindel dengan feeding tetap

Pengujian kekerasan dengan surface tester

Analisis hasil pengujian dan pembahasan

Kesimpulan dan saran

Selesai

34

D. Jadwal Kegiatan

No.

Kegiatan 3

1.

Tinjauan Pustaka

2.

Penyusunan Proposal

3.

Seminar Proposal

4.

Perbaikan

5.

6.

Penelitian/ Pengambilan Data Mengola Data

7.

Seminar Hasil

8.

Perbaikan

9.

Pengumpulan Laporan Penelitian

4

5

Bulan ke ( 2015 ) 6 7 8 9

10

11

12

35

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

A. Analisa Data DATA PENGUJIAN KEKASARAN PERMUKAAN HASIL PROSES PEMBUBUTAN

Material Panjang Sampel (Lc) Alat Potong

= Baja Karbon St 60 = 0,8 mm = Pahat HSS

Sudut bebas (α)

= 8o = 68o = 14o

Sudut potong (β) Sudut tatal (γ)

Ra (μm)

n

a

d

Vc

rpm

mm

mm

(mm/menit)

Ra1

Ra2

Ra3

Ra4

Ra5

Rata-rata

0,5 1 1,5 2,0 2,5 0,5 1 1,5 2,0 2,5 0,5 1 1,5 2,0 2,5

24,5 23,5 22 20 17,5 24,5 23,5 22 20 17,5 24,5 23,5 22 20 17,5

24,62 23,61 22,11 20,10 17,58 33,85 32,47 30,40 27,63 24,18 41,54 39,85 37,30 33,91 29,67

2,74 3,26 2,84 3,16 4,24 2,70 2,90 2,62 2,80 3,16 3,58 3,78 3,32 3,32 3,26

2,80 3,26 3,04 4,28 4,44 2,42 2,70 2,86 3,44 3,36 4,22 3,44 3,72 3,16 4,32

3,02 3,20 3,24 2,98 3,64 3,62 2,80 2,96 3,30 2,92 3,86 3,46 2,94 3,08 4,04

3,40 3,94 3,30 3,70 5,44 2,96 3,20 2,98 2,90 3,12 4,64 3,30 2,98 3,38 4,08

3,34 3,68 3,12 3,36 5,46 2,88 2,50 2,70 2,60 3,54 4,50 3,08 4,54 3,30 3,78

3,06 3,47 3,11 3,50 4,64 2,92 2,82 2,82 3,01 3,22 4,16 3,41 3,50 3,25 3,90

320

440

540

Ra

36

Keterangan ; Makassar, 29 Oktober 2007 a = kedalaman pemakanan d = diameter benda kerja setelah dibubut Vc = kecepatan potong Ra = harga kekasaran permukaan

Penguji,

Muhammad Arsyad Suyuti, ST NIP. 132 299 473

B. Pembahasan

37

DAFTAR PUSTAKA

Amstead, B.H, dkk, 1990, Teknologi Mekanik, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Doebelin, Ernest O., 1990, Measurement System Application and Design. Mc. Graw Hill Inc., Singapore.

Farago, FrancisT., 1982, Handbook of Dimensional Measurement. Industrial PressInc., New York.

Love, George., 1986, Teori dan Praktek Kerja Logam, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Muin, Syamsir A., 1989, Dasar-dasar Perancangan Perkakas dan MesinMesin Perkakas. Penerbit Rajawali Press, Jakarta.

Oberg, Erik., 1992, Machinery Handbook. Industrial Press Inc., New York.

Schonmetz, Alois., 1985, Pengerjaan Logam dengan Mesin. Penerbit Angkasa, Bandung.

Taufiq Rochim, 1993 Proses Permesinan, Toyohashi University of Technologi, Japan

Wahyu, M.S., 1989, Bimbingan Penulisan Skripsi. Penerbit Tarsito, Bandung.

38

PROPOSAL PENELITIA:

“ ANALISIS PERBANDINGAN KELAS KEKASARAN PERMUKAAN HASIL PENGERJAAN MESIN BUBUT TYPE C 6127 DI WORKSHOP PIP. MAKASSAR

OLEH: 1. 2. 3. 4.

Drs. PAULUS PONGKESSU, MT. MAHBUB ARFAH, ST., MT MAHADIR SIRMAN, ST., MT SYAHRISAL, ST., MT

Peneliti Utama Peneliti Peneliti peneliti

POLITEKNIK ILMU PELAYARAN MAKASSAR 2015

39