SKRIPSI

PENGARUH VARIASI GERAK MAKAN DAN KEDALAMAN

POTONG TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN TIRUS

POROS BERTINGKAT PADA PROSES BUBUT DENGAN

MESIN CNC LEADWELL TURNING CENTER

OLEH :

I PUTU AGUNG MAHAPUTRA

NIM : 1104305008

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2016

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN

PENDIDIKAN TINGGI

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN

TINGGI

UNIVERSITAS UDAYANA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN

TINGGI

UNIVERSITAS UDAYANA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN Kampus Bukit Jimbaran Telp/Faks: 0361-703321, Email; mesin@me.unud.ac.id

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PENGARUH VARIASI GERAK MAKAN DAN KEDALAMAN POTONG

TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN TIRUS POROS

BERTINGKAT PADA PROSES BUBUT DENGAN MESIN CNC

LEADWELL TURNING CENTER

Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi

Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Udayana

Oleh:

Nama : I Putu Agung Mahaputra

NIM : 1104305008

Konsentrasi : Rekayasa Manufaktur

Telah Diuji Dalam Ujian Skripsi

Hari/Tanggal : Senin, 25 Januari 2016

Telah Disahkan Oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

(I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT.) (I Made Widiyarta ,ST., M.Eng.Sc., Ph.D)

NIP. 196908091997031001 NIP. 197107221998031003

Penguji I Penguji II

(I Wayan Widhiada, ST., M.Sc., Ph.D.) (Ir. I Nyoman Budiarsa, MT., Ph.D.) NIP. 196811191994121002 NIP. 196602221991031002

Penguji III

(I Gusti Komang Dwijana,ST., MT.)

NIP. 197009281998031001

iii

PENGARUH VARIASI GERAK MAKAN DAN KEDALAMAN POTONG

TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN TIRUS POROS

BERTINGKAT PADA PROSES BUBUT DENGAN MESIN CNC

LEADWELL TURNING CENTER

Oleh : I Putu Agung Mahaputra

Dosen Pembimbing : I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT.

: I Made Widiyarta ,ST., M.Eng.Sc., Ph.D

ABSTRAK

Proses pembentukan bentuk tirus pada pembubutan konvensional dapat

dilakukan dengan mengencangkan dan mengendurkan baut pengikat eretan

atas dan dengan penggeseran kepala lepas. Keterampilan operator sangat

diperlukan dalam hal ini. Dalam mengatasi hal tersebut para pengembang

proses permesinan mengembangkan mesin CNC. Dengan CNC permasalahan

dalam keterampilan operator dapat teratasi. Akan tetapi selain faktor manusia

juga terdapat faktor mesin salah satunya adalah parameter-parameter proses

permesinan. Secara umum tolak ukur kualitas permesinan yang baik dalam

proses bubut adalah tingkat kekasaran permukaan yang rendah, maka perlu

diketahui besar parameter pembubutan yang diberikan pada proses bubut.

Untuk itu dilakukan percobaan dengan memvariasikan besar kedalaman

potong dan gerak makan.

Percobaan ini dilakukan dengan membuat beberapa variasi kedalaman

potong dan gerak makan pada proses pembuatan poros bertingkat dengan

mesin bubut CNC tipe Leadwell Turning Center 6 (LTC-6). Digunakan

sembilan variasi dengan mengkombinasikan tiga variasi kedalaman potong

(a); 0,25 mm; 0,5 mm; dan 0,75 mm serta tiga variasi gerak makan (f); 0,05

mm/putaran; 0,1 mm/putaran; dan 0,15 mm/putaran. Setelah itu dilakukan

pengukuran tingkat kekasaran permukaan rata-rata (Ra) untuk mengetahui

variasi yang menghasilkan Ra terendah.

Semakin tinggi gerak makan dan kedalaman potong yang diberikan pada

proses pembubutan tirus akan menghasilkan Ra yang semakin tinggi. Ra yang

paling rendah terdapat pada poros dengan kedalaman potong 0,25 mm dan

gerak makan 0,05 mm/putaran sedangkan nilai Ra yang paling tinggi terdapat

pada poros dengan kedalaman potong 0,75 mm dan gerak makan 0,15

mm/putaran.

Kata Kunci : Proses Bubut, CNC, Tirus, Kekasaran Permukaan, Kedalaman

Potong, Gerak Makan

iv

VARIATION OF FEEDING AND DEPTH OF CUT EFFECT ON TAPERED

SHAFT SURFACE ROUGHNESS AT TURNING PROCESS WITH

LEADWELL TURNING CENTER CNC LATHE

Author : I Putu Agung Mahaputra

Guidance : I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT.

: I Made Widiyarta ,ST., M.Eng.Sc., Ph.D

ABSTRACT

To form a tapered shape on a conventional lathe can be done by tightening and

loosening the top carriage fastening bolts the and shifting the tailstock. The operator

skill is needed in this case. In overcoming these problems the developers develop CNC

machine. With the CNC machine, problems related to The operator skills can be

resolved. However, besides to human factors, there are other factors, which is machine

factor , one of them is the machining process parameters. Generally a benchmark of

good quality of machinery in turning process is a low level of surface roughness. Then

for it, it is necessary to know how is the magnitude of parameters are given in the

process turning lathe. To know that, will be done an experiment by varying the

magnitude of depth of cut and the feeding.

This experiment will be done by creating some variations of depth of cut and

feeding on the process of making tapered shaft with Leadwell Turning Center 6 (LTC-

6) CNC lathes. In this research is used nine variations by combining the three variations

of the depth of cut (a); 0.25 mm; 0.5 mm; and 0.75 mm, and three variations of feeding

(f); 0.05 mm/rotation; 0,1 mm/rotation; and 0.15 mm/rotation. After that, there will be

measurement of surface roughness average (Ra) to determine variations that produce

the lowest Ra.

The higher the feeding and depth of cut are given in tapered lathing process will

be generate higher Ra. The lowest Ra value contained in the shaft with 0.25 mm of

depth of cut and 0.05 mm/rotation of feeding, while the highest Ra values contained

in the shaft with 0.75 mm of depth of cut and 0.15 mm/rotation of feeding.

Keywords : Lathe, CNC, Tapered, Surface Roughness, Depth of cut,

Feeding

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena

atas berkat dan rahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul “Pengaruh Variasi Gerak Makan dan Kedalaman Potong Terhadap

Kekasaran Permukaan Tirus Poros Bertingkat Pada Proses Bubut Dengan

Mesin CNC Leadwell Turning Center”.

Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan

serta bimbingan dari banyak pihak, maka melalui kesempatan ini penulis

mengahaturkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Dr. I Made Parwata, ST., MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana

3. Bapak I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT., selaku Dosen

Pembimbing I dalam penulisan skripsi dan juga sebagai Dosen

Pembimbing Akademik.

4. Bapak I Made Widiyarta, ST., M.Eng.Sc., Ph.D., selaku Dosen

Pembimbing II dalam penulisan skipsi.

5. Bapak I Wayan Widhiada, ST., M.Sc., Ph.D. selaku Dosen Penguji

Skripsi.

6. Bapak Ir. I Nyoman Budiarsa, MT., Ph.D. selaku Dosen Penguji Skripsi.

7. Bapak I Gusti Komang Dwijana, ST., MT. selaku Dosen Penguji Skripsi.

8. Bapak Si Putu Gede Gunawan Tista, ST., MT., selaku Koordinator

Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana

9. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

10. Seluruh Bapak dan Ibu Staff Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Udayana

11. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Udayana yang telah membantu dalam

penyelesaian skripsi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan

mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh

karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan

dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih

dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam

penulisan skripsi ini.

Jimbaran, 8 Januari 2016

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... ii

ABSTRAK ............................................................................................. iii

ABSTRACT ............................................................................................ iv

KATA PENGANTAR ........................................................................... v

DAFTAR ISI ......................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. viii

DAFTAR TABEL ................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………….. ... xi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah ................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian .............................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ........................................................................ 4

2.1 Proses Bubut (Turning) ....................................................... 4

2.1.1 Parameter Proses Pembubutan ................................... 5

2.1.2 Geometri Pahat Bubut………………………………… . 11

2.2 Mesin Bubut CNC ............................................................... 14

2.2.1 Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC…………………… ... 15

2.2.2 Bagian-bagian Utama Mesin Bubut CNC………… ..... 16

2.2.2.1 Bagian Mekanik .......................................... 16

2.2.2.2 Bagian Kontrol atau Pengendali ................... 18

2.2.3 Pemrograman CNC Turning………… ........................ 18

2.2.3.1 Metode Pemrograman .................................. 18

2.2.3.2 Bahasa Pemrograman .................................. 20

2.3 Kekasaran Permukaan ......................................................... 24

2.3.1 Permukaan…………………… ................................... 24

2.3.2 Parameter Kekasaran Permukaan…………………… .. 25

2.3.3 Toleransi Kekasaran Permukaan…………………… ... 27

2.3.4 Penunjukkan Konfigurasi Kekasaran Permukaan… .... 27

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 29

3.1 Alat dan Bahan Penelitian ................................................... 29

3.1.1 Peralatan Penelitian ................................................... 29

3.1.1.1 Leadwell Turning Center 6 ......................... 29

3.1.1.2 Mitutoyo Surftest SJ-210 ............................. 30

3.1.1.3 Peralatan Pendukung ................................... 30

3.1.2 Bahan Penelitian ...................................................... 32

3.2 Alur Penelitian .................................................................... 34

3.2.1 Diagram Alir…………………… ................................ 34

3.2.2 Langkah Pelaksanaan………… .................................. 34

vii

3.3 Jadwal Penelitian ................................................................ 40

3.4 Lokasi Penelitian................................................................. 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................. 41

4.1 Perhitungan Kecepatan Makan ............................................. 41

4.2 Program NC Proses Pembubutan ......................................... 42

4.2.1 Program NC untuk Kedalaman Potong 0,75 mm......... 42

4.2.2 Program NC untuk Kedalaman Potong 0,5 mm .......... 45

4.2.3 Program NC untuk Kedalaman Potong 0,25 mm......... 49

4.3 Data Kekasaran Permukaan ................................................. 53

4.4 Pembahasan ........................................................................ 55

4.4.1 Pengaruh Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran

Permukaan ................................................................ 55

4.4.2 Pengaruh Gerak Makan Terhadap Kekasaran Permukaan

Rata-rata .................................................................. 56

4.4.3 Pengaruh Hubungan Interaksi Gerak Makan dan

Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran

Permukaan ............................................................... 58

BAB V PENUTUP ................................................................................. 62

5.1 Kesimpulan ......................................................................... 62

5.2 Saran .................................................................................. 62

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………….. 63

LAMPIRAN ………………………………………………………………. 66

SURAT PERNYATAAN ………………….……………………………… 70

LEMBAR ASISTENSI …………………………………………………… 71

SK PEMBIMBING …………………………....…………….................... 74

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Proses Bubut Rata, Bubut Permukaan dan Bubut Tirus .... 4

Gambar 2.2 Proses Permesinan yang dapat dilakukan pada Mesin Bubut ... 5

Gambar 2.3 Parameter Proses Pembubutan ......................................... 5

Gambar 2.4 Panjang Permukaan Benda Kerja yang Dilalui Pahat Setiap

Putaran ........................................................................... 7

Gambar 2.5 Gerak Makan (f) dan Kedalaman Potong (a) .................... 8

Gambar 2.6 Geometri Pahat Bubut HSS ............................................. 12

Gambar 2.7 Geometri Pahat Bubut Sisipan (Insert), Pahat Tangan Kanan

dan Pahat Tangan ............................................................ 12

Gambar 2.8 Pemegang Pahat HSS ...................................................... 13

Gambar 2.9 Pahat Bubut Sisipan (Insert) dan Pahat Sisipan yang Dipasang

pada Pemegang Pahat ...................................................... 13

Gambar 2.10 Gerakan Sumbu Utama Koordinat X dan Z ...................... 15

Gambar 2.11 Mesin Bubut CNC Leadwell Turning Center ................... 16

Gambar 2.12 Bagian Mekanik mesin Bubut CNC Leadwell Turning Center . 16

Gambar 2.13 Bagian Kontrol dan Tampilan Program ................................ 18

Gambar 2.14 Sistem Koordinat Metode Absolut ................................... 19

Gambar 2.15 Sistem Koordinat Metode Inkremental ............................ 19

Gambar 2.16 Blok,angka dan Huruf ..................................................... 20

Gambar 2.17 Kekasaran, gelombang dan kesalahan bentuk dari suatu

permukaan ...................................................................... 25

Gambar 2.18 Profil suatu permukaan ................................................... 25

Gambar 2.19 Penunjukkan Konfigurasi Permukaan .............................. 28

Gambar 3.1 Mesin Bubut CNC Tipe Leadwell Turning Center............ 29

Gambar 3.2 Mitutoyo Surftest SJ-210 ................................................ 30

Gambar 3.3 Jangka Sorong ................................................................ 31

Gambar 3.4 Ultrasonic Cleaner .......................................................... 31

Gambar 3.5 Haridrier ......................................................................... 31

Gambar 3.6 Dudukan Benda Uji ......................................................... 32

Gambar 3.7 Alkohol .......................................................................... 32

Gambar 3.8 Bahan Pembuatan Poros .................................................. 33

Gambar 3.9 Dimensi Produk (Poros Bertingkat) ................................. 35

Gambar 3.10 Poin-poin Koordinat Produk ............................................ 35

Gambar 3.11 Bagian bahan yang dihilangkan ....................................... 36

Gambar 3.12 Edit Window pada program basis mesin CNC LTC-6.. ..... 37

Gambar 3.13 Proses Pembuatan Produk. .............................................. 37

Gambar 3.14 Proses Pembersihan. ....................................................... 38

Gambar 3.15 Proses Pengeringan. ........................................................ 38

Gambar 3.16 Kalibrasi Alat Ukur. ....................................................... 39

Gambar 3.17 Bagian Permukaan Tirus Yang Diukur Kekasaran. ........... 39

Gambar 3.18 Pengukuran Kekasaran Permukaan. ................................. 39

Gambar 3.19 Posisi Jarum Ukur Terhadap Spesimen. ........................... 40

Gambar 4.1 Koordinat Gerakan Pahat Untuk Kedalaman Potong 0,75 mm . 42

Gambar 4.2 Koordinat Gerakan Pahat Untuk Kedalaman Potong 0,5 mm. .. 45

ix

Gambar 4.3 Koordinat Gerakan Pahat Untuk Kedalaman Potong 0,25 mm. 49

Gambar 4.4 Poros Bertingkat Hasil Pembubutan. ............................... 53

Gambar 4.5 Grafik Ra terhadap Kedalaman Potong. ........................... 55

Gambar 4.6 Grafik Ra Berdasarkan Gerak Makan. ............................. 57

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Gerak Makan Terhadap Kekasaran

Permukaan dan hubungan kedalaman potong terhadap

kekasaran permukaan. ..................................................... 58

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Gerak Makan dan Kedalaman Potong

Terhadap Kekasaran Permukaan Rata-rata. ...................... 59

Gambar 4.9 Skema Proses Bubut. ...................................................... 60

Gambar 4.10 Gerak makan dan kedalaman potong. .............................. 61

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tabel Kecepatan Pemakanan untuk Pahat HSS ………............ 8

Tabel 2.2 Pedoman Kecepatan Sayat pada Perkakas Baja Cepat ............ 9

Tabel 2.3 Tabel Kecepatan Potong Tabel Kecepatan Potong dan Kedalaman

Maksimum............................................................................ . 10

Tabel 2.4 Tabel Kecepatan Potong Untuk Beberapa Jenis Bahan ........... 10

Tabel 2.5 Hubungan Diameter Benda Kerja, Kecepatan Potong dan Putaran

Mesin ……….................................................................... .... 11

Tabel 2.6 Tabel Sudut Pahat Bubut untuk Berbagai Material ………...... 14

Tabel 2.7 Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra .................................. 27

Tabel 2.8 Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra Dari Hasil Pengerjaan

Beberapa Proses Pengerjaan ................................................. 27

Tabel 3.1 Data Spesifikasi Mesin CNC Leadwell Turning Center 6 ....... 29

Tabel 3.2 Komposisi Aluminium .....………........................................... 33

Tabel 3.3 Tabel Data Variasi Variabel Proses Pembubutan .................... 36

Tabel 3.4 Tabel Perencanaan Kode-kode NC.......................................... 37

Tabel 4.1 Besar Kecepatan Makan Tiap Variasi .................................... .. 42

Tabel 4.2 Data Variabel Keseluruhan Tiap Variasi ................................ .. 42

Tabel 4.3 Gerakan Untuk Kedalaman Potong 0,75 mm .......................... .. 43

Tabel 4.4 Gerakan Untuk Kedalaman Potong 0,5 mm ............................ .. 47

Tabel 4.5 Gerakan Untuk Kedalaman Potong 0,25 mm .......................... .. 51

Tabel 4.6 Data Harga Ra ..................................................................... .. 55

Tabel 4.7 Data Harga Rata-rata Ra berdasarkan Kedalaman Potong....... .. 56

Tabel 4.8 Data Harga Rata-rata Ra berdasarkan Gerak Makan ............... .. 57

Tabel 4.9 Data Harga Ra Berurutan ...................................................... .. 60

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Gambar Produk Poros Bertingkat ..........................…….. 66

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitan ..........................……................. 67

Lampiran 3. Surat Pernyataan ...................................................…….. 70

Lampiran 4. Lembar Asistensi ..................................................…….. 71

Lampiran 5. SK Pembimbing Skripsi ........................................…….. 72