P-ISSN: 1979-5858

## Pengaruh Kecepatan Potong, Kecepatan Pemakanan Dan Sudut Potong Utama Terhadap Kekasaran Permukaan Pada Proses Bubut Medium Carbon Steel
P. I. Gultom 1 , Kiswandono 2 1 Jurusan Teknik Mesin DIII, FTI, ITN Malang
2 Jurusan Teknik Industri, FTI, ITN Malang Email: peniel_immanuel@yahoo.com

## A BSTRACT
Persaingan  di  industri  manufaktur  menuntut  produk  dengan  kualitas  tinggi  dan  produktivitas  tinggi  juga.  Parameter pemesinan  seperti  sudut  potong,  kecepatan  potong  dan  kecepatan  pemakanan  menentukan  besarnya  laju  pengerjaan material atau  material removal rate (MRR) dari proses bubut. Penentuan parameter pemesinan secara berlebihan justru akan menurunkan produktivitas karena adanya suatu produk yang harus dikerjakan ulang ( reworked ). Penelitian  ini  khususnya  akan  ditekankan  pada  proses  bubut  dengan  benda  kerja medium  carbon  steel .  Permasalahan yang  timbul  adalah  bagaimana  menentukan  kecepatan  potong,  kecepatan  pemakanan,  dan  sudut  potong  utama  pada proses bubut dengan benda kerja medium carbon steel yang akan  menghasilkan kehalusan permukaan hasil bubut pada produk.
Hasil  dari  penelitian  menunjukkan  bahwa  proses  bubut  baja  ST-60  tanpa follower  rest ,  dengan  parameter  pemesinan sudut  potong  utama  Kr  =  45°,    kecepatan  potong  60,5  m/menit,  kecepatan  pemakanan  44,66  mm/menit  dan  pada kedalaman  potong  0,2  mm  diperoleh  nilai  kekasaran  permukaan  3,72  µm  atau  tingkat  kekasaran  N8.  Sedangkan  untuk parameter  pemesinan  sudut  potong  utama  Kr  =  90°,    kecepatan  potong  60,5  m/menit,  kecepatan  pemakanan  22,33 mm/menit dan pada kedalaman potong 0,2 mm diperoleh nilai kekasaran permukaan 3,69 µm atau tingkat kekasaran N8.
Keywords kecepatan potong, kecepatan pemakanan, sudut potong utama, medium carbon steel. Paper type Research paper

## PENDAHULUAN
Mesin perkakas sangat berperan penting dalam industri manufaktur. Umumnya mesin-mesin ini banyak digunakan dalam  pengadaan  atau  reparasi  komponen  mesin.  Dari  beberapa  mesin  perkakas  yang  ada  salah  satunya  adalah  mesin bubut.  Mesin  bubut  merupakan  mesin  perkakas  konvensional  yang  digunakan  untuk  proses  pemotongan  logam (metal cutting process) dimana benda kerja yang berputar dicekam oleh chuck pada spindel utama dan pahat yang bergerak linear dicekam pada dudukan pahat ( tool post ).
Parameter  pemesinan  seperti  kecepatan  potong,  kecepatan  pemakanan,  dan  sudut  potong  utama  menentukan besarnya  laju  pengerjaan  material  atau material  removal  rate (MRR)  dari  proses  bubut.  Penentuan  sudut  potong  utama, kecepatan pemakanan, dan kecepatan pemakanan secara berlebihan justru akan menurunkan produktivitas karena adanya suatu  produk  yang  harus  dikerjakan  ulang  ( reworked) bahkan  diganti  karena  terjadinya  cacat  pada  permukaan  hasil pemotongan.
Kekasaran permukaan didefinisikan sebagai ketidakteraturan konfigurasi permukaan pada suatu benda atau bidang (Rochim, 1993). Hal ini terjadi karena terjadinya berbagai penyimpangan selama proses pemesinan, sehingga permukaan yang mempunyai bentuk sempurna tidak dapat dibuat.
Permukaan  benda  kerja  memiliki  nilai  kekasaran  permukaan  tertentu,  sesuai  dengan  ketentuan  dari  penggunaan benda  kerja  tersebut.  Surftest  Mitutoyo  SJ  –  301    digunakan  sebagai  alat  ukur  kekasaran  permukaan.  Peralatan  ini dilengkapi dengan stylus dan penyangga yang dipasang pada posisi horisontal. Farokhi, dkk [2] dalam penelitiannya mengenai p engaruh kecepatan putar spindle (Rpm) dan jenis sudut pahat pada proses pembubutan  terhadap tingkat  kekasaran  benda  kerja baja Ems  45  menyatakan  bahwa  semakin  lancip  sudut  pahat maka nilai kekasaran permukaan semakin rendah. Variasi kecepatan spindle yang digunakan yaitu 2000 rpm, 2250 rpm, 2500 rpm, 2750 rpm, dan 3000 rpm. Sedangkan sudut pahat yang di variasikan yaitu sudut 35º, sudut 55º, dan sudut 80º.
Saputra dan Wulandari [6] melakukan penelitian tentang perbandingan tingkat kekasaran dan getaran pahat pada pemotongan orthogonal dan oblique akibat  sudut  potong  pahat  menunjukkan  bahwa  tingkat  kekasaran  permukaan  yang paling  baik  terdapat  pada  sudut  potong  70º  masing-masing  dengan  nilai  kekasaran  1,47  μm  dan  1,  91  μm.  Untuk  nilai kekasaran  tertinggi  terdapat  pada  sudut  potong  90º  masing-masing  dengan  nilai  kekasaran  3,32  μm  dan  3,76  μm. Sedangkan untuk nilai getaran yang paling baik terdapat pada sudut potong 70º masing-masing dengan nilai getaran 0,86 mm/s dan 0,98 mm/s, untuk nilai getaran yang paling tinggi terdapat pada sudut potong 90º masing-masing dengan nilai
getaran 1,26 mm/s dan 1,31 mm/s. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sudut potong yang paling baik yang menghasilkan nilai kekasaran dan getaran paling baik (rendah) adalah sudut potong 70° baik orthogonal maupun oblique. Penelitian  ini  khususnya  akan  ditekankan  pada  proses  bubut  dengan  benda  kerja Medium  Carbon  Steel. Adapun tujuan  penelitian  ini  menentukan  sudut  potong  utama,  kecepatan  potong  dan  kecepatan  pemakanan  pada  proses  bubut dengan  benda  kerja Medium  Carbon  Steel yang  akan  menghasilkan  kehalusan  permukaan  benda  kerja.  Luaran  yang diperoleh merupakan parameter proses pembubutan Medium Carbon Steel untuk finishing.

## METODE PENELITIAN
Langkah-langkah atau tahapan penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut:
 Survey  lapangan.  Studi lapangan  dilakukan  untuk  mengamati proses bubut medium carbon  steel yang  digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam memodifikasinya
 Studi Literatur. Tujuan studi literatur ini adalah untuk menemukan gap research dari penelitian sejenis sebelumnya. Sumber bacaan dapat berupa buku tesis, jurnal dan buku teks.
 Rumusan masalah
 Uji  Pemotongan.  Pemotongan  dilakukan  dengan  menggunakan tail  stock .  Tujuannya  adalah  untuk  mendapatkan hasil permukaan benda kerja pada masing-masing kondisi pemotongan.
 Pengukuran  Kekasaran  Permukaan.  Untuk  mendapatkan  angka  kekasaran  dilakukan  pengukuran  kekasaran permukaan pada masing-masing kondisi pemotongan
 Analisis Data. Data yang diperoleh dianalisis dengan bantuan software untuk mengetahui kondisi pemotongan.
 Kesimpulan dan Saran.
Data  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  merupakan  data  primer  yang  diperoleh  dari  hasil  percobaan. Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
Variabel Proses
 Putaran mesin 638 rpm dan 520 rpm
 Sudut potong 90° dan 45°
 Gerak makan 0,07 mm/put dan 0,035 mm/put Variabel Respons
 Angka kekasaran Permukaan dengan kedalaman potong 0,2 mm. Variabel Konstan
 Variabel  konstan  yang  didasarkan  pada  parameter  proses  pemotongan  dengan  menggunakan  pahat insert jenis carbide TCMT 16T304 dimana material benda kerja medium carbon steel ST-60.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Uji Pemotongan dengan Mesin Bubut
Uji pemotongan dengan proses bubut merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk mengetahui seberapa besar kekasaran permukaan dalam suatu proses pemotongan. Uji pemotongan pada percobaan ini dilakukan menjadi 2 kondisi yaitu sudut potong utama Kr = 45° dan sudut potong utama Kr = 90°.
Efek  regeneratif  yang  terjadi  antara  pahat  dan  benda  kerja  saat  proses  pemotongan  mengakibatkan  proses  bubut menjadi tidak stabil dimana sistem tidak mampu menahan getaran ( chatter ) yang terjadi. Kedalaman  potong  yang  digunakan  dalam  percobaan  ini  sebesar  0,2  mm.  Terjadinya chatter ditandai  dengan timbulnya  suara  bising  yang  berlebihan  dan  meningkatnya  kekasaran  permukaan  hasil  pemotongan.  Mesin  bubut  yang digunakan dalam penelitian ini adalah LA 530 x 1100 seperti pada Fig 1.

## Uji Pemotongan Dengan Sudut Potong Utama Kr = 45°
Gambar  hasil  pemotongan  baja  ST-60  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong utama Kr = 45° ditunjukkan pada Fig 2 dan Fig 3. Parameter proses pembubutan yang digunakan putaran mesin 638 rpm, kedalaman potong 0,2 mm.
Fig. 2. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,07 mm/putaran
Fig. 3. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,035 mm/putaran
Gambar  hasil  pemotongan  baja  ST-60  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong utama  Kr  =  45°  ditunjukkan  pada  Fig  4  dan  5.  Parameter  proses  pembubutan  yang  digunakan  putaran  mesin  520  rpm, kedalaman potong 0,2 mm.
Fig. 4. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,07 mm/putaran
Fig. 5. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,035 mm/putaran

## Uji Pemotongan Dengan Sudut Potong Utama Kr = 90°
Gambar  hasil  pemotongan  baja  ST-60  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong utama  Kr  =  90°  ditunjukkan  pada  Fig  6  dan  7.  Parameter  proses  pembubutan  yang  digunakan  putaran  mesin  638  rpm, kedalaman potong 0,2 mm.
Fig. 6. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,07 mm/putaran
Fig. 7. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,035 mm/putaran
Gambar  hasil  pemotongan  baja  ST-60  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong utama Kr = 90° ditunjukkan pada gambar 8 dan gambar 9. Parameter proses pembubutan yang digunakan putaran mesin 520 rpm, kedalaman potong 0,2 mm.
Fig. 8. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,07 mm/putaran
Fig. 9. Hasil pemotongan dengan gerak makan 0,035 mm/putaran

## Pembahasan
Pengukuran  data  kekasaran  permukaan  didapat  dengan  mengukur  permukaan  setelah  dilakukan  proses  gerinda permukaan dengan menggunakan surftest SJ-301, dengan tingkat ketelilitan 0,01 mikron . Sebelum dilakukan pengukuran, benda kerja dibersihkan terlebih dahulu, kemudian diukur dengan arah tegak lurus pembubutan sebanyak 3 titik sampel. Kemudian ditentukan data maksimum dari hasil pengukuran kekasaran tersebut sebagai nilai kekasaran permukaan.
Adapun data hasil pengukuran kekasaran permukaan baja ST-60 dapat dilihat pada tabel 1 dan tabel 2 berikut.
TABLE I.
H ASIL PENGUKURAN NILAI KEKASARAN PERMUKAAN K R = 45° Putaran Mesin (rpm) Gerak makan (mm/putaran) Kedalaman potong (mm) Ra (µm) 638 0,07 3,72 638 0,035 4,62 520 0,07 5,03 520 0,35 4,5 TABLE II. H ASIL PENGUKURAN NILAI KEKASARAN PERMUKAAN K R = 90° Putaran Mesin (rpm) Gerak makan (mm/putaran) Kedalaman potong (mm) Ra (µm) 638 0,07 4,18 638 0,035 3,69 520 0,07 3,99 520 0,35 4,12
Untuk tingkat kekasaran permukaan yang bisa dicapai pada pembubutan baja ST-60 tanpa menggunakan follower rest dengan kedalaman potong 0,2 mm adalah dari N8 sampai N9, dimana untuk tingkat kekasaran permukaan N8 adalah kategori normal dan untuk N9 kategori kasar. Berdasarkan hubungan kecepatan potong, kecepatan pemakanan dan sudut potong utama pahat terhadap tingkat kekasaran permukaan baja ST-60 Baja yang bisa dicapai oleh mesin bubut LA 530 x 1100 terlihat pada Tabel 3 dan Tabel 4 berikut.
TABLE III. T INGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST-60 DENGAN SUDUT K R = 45° Kecepatan Potong (m/menit) Kecepatan Pemakanan (mm/menit) Kedalaman potong (mm) Tingkat Kekasaran Permukaan 44,66 N8 22,33 N9 36,4 N9 18,2 N8 TABLE IV. T INGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST-60 DENGAN SUDUT K R = 90° Kecepatan Potong (m/menit) Kecepatan Pemakanan (mm/menit) Kedalaman potong (mm) Tingkat Kekasaran Permukaan 44,66 N8 22,33 N8 36,4 N8 18,2 N8

## KESIMPULAN
Berdasarkan pada hasil analisis dan pembahasan pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan beberapa hal berkaitan dengan proses bubut baja ST-60 dengan dimensi  30 mm dan panjang 200 mm.
 Pada proses bubut  tanpa follower  rest, dimana  kedalaman  potong  0,2  mm  dengan  sudut  potong  utama  Kr  = 45°, kecepatan potong 60,5  m/menit dan  kecepatan pemakanan 44,66  mm/menit  diperoleh  nilai  kekasaran permukaan 3,72 µm atau tingkat kekasaran N8.
 Pada proses bubut  tanpa follower  rest, dimana  kedalaman  potong  0,2  mm  dengan  sudut  potong  utama  Kr  = 90°, kecepatan potong 60,5  m/menit dan  kecepatan pemakanan 22,33  mm/menit  diperoleh  nilai  kekasaran permukaan 3,69 µm atau tingkat kekasaran N8.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Cheng,  C.  C.,  Kuo,  C.  P.,  dan  Cheng,  W.  N.  (2009),  “Moving  Follower  Rest  Design  Using  Vibration  Absorbers  For  Ball  Screw  Grinding,” Journal of Sound and Vibration, Vol. 326, hal 123-136.
[2] Farokhi  M.,  Sumbodo  W.,  Rusiyanto  (2017),    Pengaruh  Kecepatan  Putar  Spindle  (Rpm)  Dan  Jenis  Sudut  Pahat  Pada  Proses  Pembubutan Terhadap Tingkat Kekasaran Benda Kerja Baja Ems 45, Jurnal SAINTEKNO Vol. 15 No. 1 Juli 2017.
[3] Jianliang, dan Rongdi, Han (2006), “A United Model of Diametral Error in Slender Bar Turning with a Follower Rest,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 46, hal. 1002–1012.
[4] Kalpakjian, S. dan Schmid, S. R. (2001), Manufacturing Engineering and Technology, 4th edition, Prentice Hall, New York.
[5] Rochim, Taufiq (1993). Teori dan Teknologi Proses Pemesinan, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
[6] Saputra  E.  D.,    Wulandari  D.  (2017),  Perbandingan  Tingkat  Kekasaran  Dan  Getaran  Pahat  Pada  Pemotongan  Orthogonal  Dan  Oblique  Akibat Sudut Potong Pahat, Jurnal Teknik Mesin Vol. 05 No. 02 Tahun 2017, Universitas Negeri Surabaya.
[7] Suhardjono (2000), Ein Variabel Einsetzbarer Gedämpfter Tilger zur Reduzierung von Ratterschwingungen bei Drehmaschinen, Wissenschaft & Technik Verlag, Berlin.