TUGAS TEKNOLOGI PROSES PERMESINAN

REVIEW JURNAL

Disusun oleh :

Ismail Mukti Adi I1410017

Radians Tri Handika I1410027

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

Review Jurnal

Judul

Jurnal

Investigasi eksperimental baja AISI 1045 dengan menggunakan karbondioksida kriogenik sebagai

fluida pemotongan pada mesin bubut.

Penulis B. Dilip Jerold * , M. Pradeep KumarDepartement of Mechanical Engineering, CEG Campus, Anna University Chennai, Chennai-600 025, India* Corresponding author.

Email : Jerold_dil@yahoo.com (B. Dilip Jerold).

Penerbit Journal of Manufacturing Processes 13 (2011) 13–119

Latar

Belakang

Suhu yang intensif dalam mesin yang berkecepatan tinggi tidak hanya membatasi umur pahat

tetapi juga merusak permukaan dengan menginduksi tegangan sisa tarik, mikrocrakcs dan

kerusakan akibat termal. Untuk mengatasi masalah diatas, pada penelitian ini digunakanlah

metode pendinginan dengan menggunakan pendingin kriogenik. Menggunakan karbondioksida

(CO2) kriogenik sebagai cutting fluid.

Penelitian eksperimen ini membandingkan antara permesinan kering (tanpa cooling) dan

permesinan basah (menggunakan cooling) pada mesin bubut dengan material baja AISI 1045.

Eksperimen ini meneliti tentang temperatur pemotongan, gaya pemotongan, ketebalan geram

(chip), sudut geser dan kekasaran permukaan.

Metodologi Spesimen :

- AISI 1045 Steel (Ø60mm x 300mm)

Mesin Bubut :

- NAGMATI - 175

Alat potong :

- Multi-coated carbide insert (CNMG 120412-5TN2000)

o Rake angle : -5o

o Clearance angle : 5o

Tool Holder :

- PCLNR 2020 K 12

Parameter proses :

- Cutting speed : 40,51; 94,2; 145,1 m/min

- Feed rate : 0,051; 0,096; 0,191 nn/rev

- Depth of cut : 1 mm

Kondisi permesinan :

- Kondisi kering

- Kondisi basah

- Kondisi kriogenik

Alat pengukuran :

- Gaya potong :

o Kistler type 9257B piezo-electric three component dynamometer

o Kistler type 5070A12100 multichannel charge amplifier

o PC (dynoware system)

- Kekasaran permukaan :

o Mesin : Talysurf

o Jarak ukur : ± 150 μm

o Resolusi : -0,014 μm

o Tool : stylus 112/1502 diamond tip radius 5 μm

Cooling :

- Kriogenik :

o Coolant : CO2

o Nozzle : Ø 2 mm

o Jarak nozzle : 50 mm dari daerah pemotongan

o Laju aliran : 3 g/s

- Kondisi basah

o Coolant : Oil coolant

o Nozzle : Ø 2 mm

o Jarak nozzle : 50 mm dari daerah pemotongan

o Laju aliran : 3 g/s

Gambar 1. Setting untuk permesinan memakai kriogenik.

Hasil 1. Temperatur Pemotongan

Gambar 2. Variasi temperature pemotongan dengan perbedaan kondisi permesinan

Dari gambar 2. diatas dapat diambil kesimpulan bahwa presentase penurunan suhu pada

rpm rendah adalaha kecil dibandingkan pada rpm tinggi, karena temperatur pemotongan pada

saat pemotongan pertama kali rendah. Sedangkan dalam rpm tinggi, presentase suhu yaitu

relatif tinggi, temperatur pemotongan terdapat pada daerah pemotongan.

2. Ketebalan Geram (chip)

Gambar 3. Variasi ketebelan chip dengan laju pemakanan.

Dari gambar 3. diatas dapat diambil kesimpulan, pada kondisi kriogenik saat rpm rendah

(40,51 m/min) ketika laju pemakanan ditingkatkan ukuran curl pada chip akan meningkat pula

dan pada kecepatan dan pemakanan yang konstan akan meningkatnya kemampuan memutus

chip (breakability chip) dan diperoleh potongan chip yang kecil-kecil. Pada kondisi kering dan

basah, ketebalan chip yang yang diperoleh yaitu sulitnya chip untuk putus. Pada rpm tinggi

chip akan terus menerus keluar secara kontinyu berbeda dengan kondisi kriogenik dengan chip

yang terputus-putus, hal ini akan menghasilkan permukaan akhir yang buruk dan umur pahat

yang kurang.

Gambar-gambar dari chip yang dihasilkan dari kondisi kering, basah, dan kriogenik

ditunjukkan pada tabel 1. Hasil pengukuran ketebalan chip ditunjukkan pada tabel 2.

Tabel 1. Gambar chip pada kondisi permesinan kering, basah, dan kriogenik CO2

Tabel 1. (lanjutan)

Tabel 2. Nilai ketebalan chip

3. Kekasaran Permukaan

Gambar 4. Perbandingan antara kekasaran permukaan dengan laju pemakanan.

Dari gambar 4. diatas, pada kondisi kriogenik permukaan lebih baik sekitar 5% - 25%

bila dibandingkan pada kondisi basah. Hasil paling cukup tinggi terjadi pada rpm tinggi yaitu

sekitar 4% - 16% pada kondisi kriogenik.

4. Gaya Pemotongan

Gambar 5. Perbandingan antara gaya pemotongan dengan laju pemakanan.

Dari gambar 5. diatas, ketika laju pemakanan diambil sebagai parameter, menunjukkan

bahwa jika lajGu pemakanan meningkat maka gaya pemotongan juga meningkat karena

peningkatan beban chip. Dengan nilai yang diperoleh dari beban tangensial dan gaya

pemakanan, teramati bahwa semua gaya meningkat termasuk pada peningkatan cutting speed

dan laju pemakanan. Hal ini diamatai bahwa nilai-nilai gaya pemakanan, gaya tangensial, dan

gaya pemakanan pada kondisi kriogenik jauh lebih kecil daripada kondisi basah dan kering.

5. Sudut Geser

Gambar 6. Perbandingan antara sudut geser dengan laju pemakanan.

Sudut geser dapat dirumuskan :

tan∅=(r cosγ )

(1−r sinγ )

Dimana :

Ø = sudut geser

r = rasio ketebalan chip

γ = Sudut garuk

Dari gambar 6. diatas, peningkatan sudut geser akan mengurangi bidang geser sehingga

mengurangi ketebalan chip juga. Hal ini ditemukan bahwa adanya peningkatan sebesar 6% -

21% pada sudut geser untuk kondisi kriogenik dibandingkan pada kondisi basah. Penerapan

CO2 di daerah pemotongan akan meningkatkan sudut geser dalam semua parameter

pemotongan yang akan menghasilkan gaya potong yang rendah pada kondisi kriogenik.

Kesimpula

n

1. Pada kondisi kriogenik temperatur pemotongan akan berkurang sekitar 5% - 22% bila

dibandingakan dengan pemotongan pada kondisi basah.

2. Gaya potong pada kondisi kriogenik kecil daripada pemotongan basah dan kering. Sekitar 17%

- 38% keunggulan yang didapat dari kondisi kriogenik.

3. Breakability chip jauh lebih baik diperoleh pada kondisi kriogenik, sudut geser meningkat

akibat penurunan dari bidang geser sehingga mengurangi ketebalan chip.

4. Permukaan akhir dari part yang sudah selesai dikerjakan dapat ditingkatkan dalam kondisi

kriogenik pada perbandingan antara kondisi basah dan kering.