## ANALISA KEKASARAN PERMUKAAN MATERIAL ALUMINIUM PADA PROSES PEMBUBUTAN DENGAN MESIN BUBUT BV-20

## Redo Setia Budi, *Hendra Dwipayana
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Tamansiswa Palembang, Indonesia
*) hrd_dwipayana@yahoo.co.id

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  hasil  pembubutan  benda  kerja  pada  bahan  aluminium, mengetahui  perbedaan  tingkat  kekasaran  permukaan,  dan  mengetahui  pengaruh  kecepatan.  Proses pembubutan dilakukan menggunakan mesin bubut konvensional automatic feed bench lathe BV-20 dengan benda kerja aluminium dengan ukuran diameter 35 mm dan panjang 150 mm. Hasil dari proses pembubutan dengan variasi kecepatan 210, 650, dan 2000 rpm menghasilkan nilai kekasaran permukaan pada benda kerja alumunium. Pengujian kekasaran permukaan menggunakan alat surface roughness tester yang dapat langsung  menunjukkan  angka  hasil  kekasaran  rata-rata  (Ra)  pada  masing-masing  benda  kerja  yang dilakukan 3 kali titik pengujian pada setiap material. Berdasarkan dari hasil yang telah didapat bahwa di kedalaman makan 0,25 mm dengan kecepatan 120 rpm menghasilkan hasil pembubutan yang lebih halus dibandingkan dengan kecepatan 650 rpm, dan kecepatan 650 rpm. Pada kecepatan 210 rpm diperoleh nilai kekasaran  rata-rata  0,844 𝜇𝑚 ,  sedangkan  untuk  kecepatan  650  rpm  nilai  kekasaran  3,579 𝜇𝑚 ,  untuk kecepatan    2000  rpm  nilai  kekasaran  permukaan  material  alumunium  adalah  1,222 𝜇𝑚 .  Ini  bearti  di kecepatan 650 rpm terdapat kekasaran permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan 210 dan 2000 rpm. Dari kesimpulan di atas bahwa ada pengaruh yang berarti dengan variasi kecepatan terhadap tingkat kekasaran permukaan pada proses pembubutan dengan material aluminium.
Kata Kunci : Mesin Bubut, Aluminium, Kekasaran Permukaan

## ABSTRACT
This research aims to know the results of turning the workpiece on aluminum material, the difference of surface roughness, and knowing the effect of speed. The turning process was carried out using a BV-20 conventional automatic feed bench lathe with an aluminum workpiece with a diameter of 35 mm and  length of 150 mm. The results of the turning process with variations in speeds of 210, 650, and 2000 rpm produce the  value  of  surface  roughness  on  the  aluminum  workpiece.  Surface  roughness  testing  uses  surface roughness tester which can directly show the number of average roughness results (Ra) on each workpiece which is carried out 3 times the test points in each material. Based on the results that have been obtained that at a feeding depth of 0.25 mm with a speed of 120 rpm it produces finer turning results compared to speeds of 650 rpm, and speeds of 650 rpm. At a speed of 210 rpm the average roughness value is 0.844 μm, while for 650 rpm the roughness value is 3.579 μm, for a speed of 2000 rpm the surface roughness value of aluminum material is 1.22 μm. This means that at 650 rpm there is a higher surface roughness compared to 210 and 2000 rpm. From the conclusion above that there is a significant effect with speed variations on the level of surface roughness in the turning process with aluminum material.
Keywords : Lathe, Aluminum, Surface Roughness

## 1. PENDAHULUAN
Suatu hasil produksi harus diimbangi dengan kualitas hasil permesinan yang baik. Seperti halnya  untuk mesin  perkakas  yang  digunakan  dalam proses  permesinan meliputi mesin  bubut, mesin  gurdi, mesin freis,  mesin  gerinda  rata,  mesin  gerinda  silindrik,  mesin sekrap  dan  mesin gergaji. Secara teknis proses permesinan mulai dilakukan orang sejak diperkenalkan mesin koter ( boring machine ) oleh Wilkinson pada tahun 1775 yang digunakan untuk membuat komponen
mesin uapnya James Watt. Pada saat itu konsep ketelitian dan ketepatan pembuatan yang tinggi. Dalam perkembangannya, sesuai dengan kemajuan teknologi pembuatan komponen logam yang lain (proses penuangan/casting dan proses pembentukan/forming), proses permesinan sampai saat ini masih tetap merupakan proses yang paling banyak digunakan dalam membuat suatu mesin yang komplit. (Taufik Rohim,1993).
Dalam hal ini pada industri menggunakan mesin bubut, proses pembubutan adalah suatu proses pengurangan material untuk membentuk suatu produk dengan cara pemutaran benda kerja. Parameter  pemotongan  mesin  bubut  meliputi  kecepatan  potong  ( cutting  speed ),  kecepatan pemakanan ( feeding speed ), kedalaman potong ( depth of cut ), waktu pemotongan ( cutting time ), dan kecepatan penghasilan geram ( rate of metal removal ), tetapi parameter tersebut bagian yang dapat  diatur  oleh  operator  secara  langsung  pada  mesin  bubut.  Pada  proses  permesinan  ini menggunakan mesin bubut automatic feed bench lathe BV -20, dalam proses ini terdapat proses pemakanan  benda  kerja  berbahan  aluminium  dimana  akan  berpengaruh  terhadap  permukaan benda kerja yaitu terhadap kekasaran permukaan benda kerja tersebut. Hasil permukaan benda kerja yang baik salah satu yang diharapkan dari setiap pengerjaan, kekasaran permukaan yang tinggi akan mengakibatkan suatu produk yang dihasilkan akan terganggu. Kualitas permukaan hasil  pembubutan  dapat  dilihat  dari  kekasaran  permukaannya.  Keberhasilan  dalam  melakukan pembubutan  benda  kerja  sangat  tergantung  pada  pahat  bubut,  dikarenakan  pahat  bubut  yang melakukan pemakanan terhadap benda kerja tersebut. Maka pahat bubut harus sesuai dan tajam serta pemasangan pahat harus benar.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Pengertian Mesin Bubut
Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang mempunyai gerakan utama berputar yang berfungsi  untuk  mengubah  bentuk  dan  ukuran  dengan  cara  menyayat  benda  kerja  dengan menggunakan mata pahat. Benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang oleh ujung poros utama  (spindle),  dengan  mengatur  lengan  pengatur  yang  terdapat  pada  kepala  diam.  Menurut Taufik  Rohim  (13)  Putaran  poros  utama  (n)  dapat  dipilih  sesuai  dengan  aturan  yang  telah  di standarkan, misalnya 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, dan 2000 rpm. Untuk  mesin  bubut  dengan  putaran  motor  variable  ataupun  dengan  sistem  transmisi  variable, kecepatan  putaran  poros  utama  tidak  lagi  bertingkat  melainkan  berkesinambungan.  Pahat dipasangkan  pada  dudukan  pahat  dan  kedalaman  potong  (a)  diatur  dengan  menggeserkan peluncur  silang  melalui  roda  pemutar,  gerak  makannya  diatur  dengan  lengan  pengatur.  Gerak makan  (f)  yang  tersedia  pada  mesin  bubut  bermacam-macam  menurut  tingkatan  yang  telah  di standarkan, misalnya 0,1, 0,112, 0,125, 0,14, 0,16mm/(r).
Parameter pemotongan pada mesin bubut adalah informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus  dan  tabel  mendasari  teknologi  pemotongan/penyayatan  pada  mesin  bubut.  Parameter pemotongan  mesin  bubut  meliputi  kecepatan  potong  ( cutting  speed ),  kecepatan  pemakanan ( feeding  speed ),  kedalaman  potong  ( depth  of  cut ),  waktu  pemotongan  ( cutting  time ),  dan kecepatan  penghasilan  geram  ( rate  of  metal  removal ).  Menuut  Taufik  Rohim  (Lit  1  Hal  15) elemen dasar dapat dihitung dengan rumus rumus berikut:
a. Kecepatan Potong (Cutting Speed)
v = 𝜋.𝑑.𝑛 1000 meter/min    ............................................................(1)
dimana: d = diameter rata-rata, yaitu d = 𝑑 𝑜 + 𝑑 𝑚 2
v : kecepatan potong (meter/min)
𝜋 : nilai konstanta = 3,14 d : diameter benda kerja (mm) n : putaran poros utama/benda kerja (r/min) 𝑑 𝑜 : diameter awal (mm) 𝑑 𝑚 : diameter akhir (mm)
b. Kecepatan Pemakanan (feeding speed) 𝑣 𝑓 = f.n (mm/min) ............................................................(2)
dimana:
𝑣 𝑓 : kecepatan pemakanan (mm/min)
𝑓 : gerak makan (mm/r) 𝑛 : kecepatan putar (rpm)
c. Kedalaman Potong (depth of cut)
a = (𝑑𝑜−𝑑𝑚) 2 ...............................................................(3)
dimana:
a : kedalaman potong (mm) 𝑑 𝑜 : diameter awal (mm) 𝑑 𝑚 : diameter akhir (mm)
d. Waktu Pemotongan (cutting time)
tc = 𝑙𝑡 𝑣 𝑓 .............................................................................(4)
dimana:
tc : waktu pemotongan (min) lt : panjang pemotongan (mm)
𝑣 𝑓 : kecepatan pemakanan (mm/min)
e. Kecepatan Penghasilan Geram (rate of metal removal)
Z = A.V
...............................................................(5)
dimana, penampang geram sebelum terpotong A = f.a ( 𝑚𝑚 2 ) maka, Z = f.a.v ( 𝑐𝑚 3 /min)
dimana : Z   : kecepatan penghasilan geram ( 𝑐𝑚 3 /min) 𝑓 : gerak makan (mm/r)
a : kedalaman potong (mm) v : kecepatan potong (meter/min)

## 2.3 Kekasaran Permukaan
Kekasaran  permukaan  adalah  penyimpangan  rata-rata  aritmetik  dari  garis  rata-rata permukaan.  Adapun  penyebabnya  beberapa  macam  faktor  diantaranya  yaitu  parameter pemotongan,  geometri,  dan  dimensi  pahat.  Kualitas  hasil  suatu  produk  yang  dihasilkan sangat dipengaruhi  oleh  kekasaran  permukaan  benda  kerja.  Pada  nilai  kekasaran  permukaan  terdapat beberapa  kriteria  nilai  kualitas  (N)  yang  berbeda,  dimana  nilai  kualitas  kekasaran  permukaan
terkecil dimulai dari N1 yang memiliki nilai kekasaran permukaan (Ra) 0,025 ì𝑚 dan nilai yang paling tinggi adalah N12 dengan nilai kekasarannya 50 𝜇𝑚 (Munadi, 1988).
Tabel 1. Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra
Nama Kekasaran Harga C.L.A ( 𝝁𝒎) Harga Ra ( 𝝁𝒎) Toleransi N + 50% -20% Panjang sampel (mm) N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 1 2 4 8 16 32 63 125 250 500 1000 2000 0,0025 0,05 0,0 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12,5 25,0 50,0 0,02 – 0,04 0,04 – 0,08 0,08 – 0,15 0,15 – 0,3 0,3 – 0,6 0,6 – 1,2 1,2 – 2,4 2,4 – 4,8 4,8 – 9,6 9,6 – 18,75 18,75 – 37,5 37,5 –75,0 0,08 0,25 0,8 2,5 8
(Sumber: Munadi, 1988: 230)
Tingkat  kekasaran  rata-rata  permukaan  hasil  pengerjaan  masing-masing  mesin  perkakas tidak  samatergantung  proses  pengerjaannya,  harga  kekasaran  rata-rata  aritmetis  Ra  juga mempunyai  harga  toleransi  kekasaran.  Dengan  demikian  masing-masing  harga  kekasaran mempunyai  kelas  kekasaran  yaitu  dari  N1  sampai  N12.  Besarnya  toleransi  untuk  Ra  biasanya diambil  antara  50%  keatas  dan  25%  kebawa  (Munadi,  1988).  Tabel  1  menunjukkan  toleransi harga kekasaran rata-rata.
Tabel 2. Tingkat kekasaran rata-rata menurut proses pengerjaannya
Proses Pengerjaan Selang (N) Harga Ra Flat and cylindrical lapping Superfinishing diamond turning N1-N4 N1-N6 0,025-0,2 0,025-0,8 Flat and cylindrical grinding Finishing N1-N8 N4-N8 0,025-3,2 0,1-3,2 Face and cylindrical turning, milling and reaming Drilling N5-N12 N7-N10 0,4-50,0 12,5-25,0 Shaping, planning, horizontal milling Sandcasting and forging N6-N12 N10-N11 0,8-50,0 12,5-25,0 Extruding, cold rolling, drawing Die casting N6-N8 N6-N7 0,8-3,2 0,8-1,6
(Sumber: Munadi, 1988: 230)
Toleransi  harga  kekasaran  rata-rata,  Ra  dari  suatu  permukaan  tergantung  pada  proses pengerjaannya. Tabel 2 menunjukkan harga rata-rata kekasaran. Dimana N1 sampai N12 adalah kelas kekasaran dari permukaan dan Ra adalah rata-rata harga kekasarannya.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Proses  pembubutan  ini  menggunakan  material  aluminium  sebanyak  3  material,  dengan diameter 35 mm dan panjang keseluruhan material 150 mm. Setiap material yang akan dilakukan proses pembubutan sepanjang 100 mm pada putaran mesin 210, 650, dan 2000 RPM ( Rotations Per  Minute )  dengan  gerak  pemakanan  0,25  mm.  Setelah  material  di  proses  pembubutan  yang telah  ditentukan  kemudian  material  aluminium  tersebut  di  uji  tingkat  kekasarannya  dengan menggunakan alat surface roughness tester. Pengujian kekasaran permukaan dilakukan sebanyak
3  material,  setiap  material  dilakukan  3  kali  titik  pengujian  pada  material  yang  telah  di  proses pembubutan. Material yang di uji akan terlihat harga tingkat kekasarannya pada monitor surface roughness tester dan mencatat harga kekasaran yang dihasilkan.

## 3.1 Persiapan Alat Dan Bahan
Penelitian  yang  dilakukan menggunakan  beberapa peralatan  dan  bahan  yang  digunakan. Adapun alat dan bahan yang perlu disiapkan antara lain:
Alat:  Mesin  Bubut Automatic  Feed  Bench  Lathe  BV 20,  alat  uji  kekasaran  permukaan surface  roughness  tester  TR200, timbangan  analitik,  jangka  sorong  digital,  tachometer, thermometer, stopwatch, sepatu, sarung tangan, kacamata pengaman, kunci L 1 set, kunci ring pas dan meteran.
Gambar 2. Surface Roughness Tester TR200
Bahan: aluminium. Material aluminium ini memiliki diameter 35 mm, panjang 150 mm dan untuk mata pahat pada proses pembubutan menggunakan pahat HSS ( High Speed Steel ) dengan ukuran ½” x ½” x 4”. Pengujian komposisi dilakukan di Laboratorium PT. Pupuk Sriwijaya. Komposisi bahan aluminium Al 99,09%, Cr 0,079%, Fe 0,445%, Cu 0,258%, Zn 0,053%, Sn 0,004%, Pb 0,007%.

## 3.2 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian adalah proses yang dilakukan oleh seorang peneliti dengan melakukan proses pengujian, adapun proses pengujiannya adalah proses pembubutan, pengujian komposisi bahan dan  pengujian  kekasaran.  Dalam penelitian ini dijelaskan  secara  sederhana  diagram  alir penelitian pada gambar 3 sebagai berikut:

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1. Proses Pembubutan
Hasil  perhitungan  variasi  putaran  mesin  (Rpm)  dengan  panjang  material  aluminium  yang dibubut 100 mm dengan diameter awal 35 mm menggunakan mesin bubut automatic feed bench lathe BV-20  dilakukan  3  kali  pemakanan  dengan  gerak  pemakanan  0,25  mm  adalah  sebagai berikut:
a. Pengujian material aluminium dilakukan dengan menggunakan mesin bubut automatic feed bench lathe BV-20 pada temperatur ruangan 31,8 ℃ dengan putaran mesin 210 rpm.
b. Pengujian material aluminium 2 dilakukan dengan menggunakan mesin bubut automatic feed bench lathe BV-20 pada suhu ruangan 31,9 ℃ dengan putaran mesin 650 rpm.
c. Pengujian material aluminium 3 dilakukan dengan menggunakan mesin bubut automatic feed bench lathe BV-20 pada suhu ruangan 31,2 ℃ dengan putaran mesin 2000 rpm.

## 4.2. Hasil Pengujian Kekasaran
Dari  hasil  pengujian  kekasaran  yang  telah  dilakukan  di  laboratorium  Politeknik  Negeri Sriwijaya diperoleh data seperti pada tabel dibawah ini:
Tabel 3. Hasil Pengujian Kekasaran
Kehilangan berat material dengan kedalaman makan 0,25 mm pada putaran mesin 210, 650 dan 2000 rpm.
Gambar 4. Pengaruh Kecepatan Putaran Mesin Bubut Terhadap Kehilangan Berat Material
Ttitik Uji 210 Rpm 650 Rpm 2000 Rpm Parameter Kekasaran Ra (𝝁𝒎) 1 0,881 3,785 1,263 2 0,885 3,674 1,250 3 0,795 3,278 1,152 Kekasaran Rata-rata 0,844 3,579 1,222 Tingkat Kekasaran N6 N8 N7
Pada  grafik  diatas  pengaruh  kehilangan  berat  material  setelah  proses  pembubutan  yang dilakukan  sebanyak  3  kali  pemakanan  dihasilkan  berat  semakin  berkurang,  perubahan  berat material tertinggi ada di titik 14,54 gr dengan putaran mesin 650 rpm pada pemakanan ke 1, untuk berkurangnya berat material yang terendah ada di putaran mesin 2000 rpm pada pemakanan ke 3. a. Temperatur putaran dengan kedalaman makan 0,25 mm pada putaran mesin 210, 650, dan 2000 rpm.
Gambar 5. Pengaruh Kecepatan Putaran Mesin Bubut Terhadap Temperatur
Pada grafik di atas pengukuran awal sebelum proses pembubutan dengan  putaran mesin 210, 650, dan 2000 rpm temperatur masih rendah karena pemakanan belum dilaksanakan, dan dapat  diketahui  bahwa  perubahan  temperatur  tertinggi  terjadi  pada  pengukuran  akhir  dengan putaran 210 rpm 34,1 ℃ , putaran mesin 650 rpm nilai temperatur akhir 34,5 ℃ dan untuk putaran mesin 2000 rpm adalah 35,6 ℃ .
b. Waktu pemakanan dengan kedalaman 0,25 mm pada putaran mesin 210, 650, dan 2000 Rpm.
Gambar 6. Pengaruh Kecepatan Putaran Mesin Bubut Terhadap Waktu Pemakanan
Pada  gambar  6  dapat  diketahui  bahwa  kecepatan  putaran  mesin  berpengaruh  terhadap waktu pemakanan, untuk 210 rpm waktu pemakanan lebih lama dibandingkan dengan 650, dan 2000  rpm  dikarenakan  putaran  mesin  di  210  rpm  tidak  terlalu  tinggi.  Sedangkan  untuk  waktu pemakanan material aluminium lebih cepat terjadi pada putaran mesin 2000 rpm.
c. Nilai kekasaran  permukaan aluminium pada kecepatan putaran mesin 210, 650, dan 2000 Rpm.
Gambar 7. Pengaruh Kecepatan Putaran Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan
Pada Ggambar 7 diatas menunjukkan nilai kekasaran permukaan pada material aluminium dapat diketahui bahwa tingkat kekasaran tertinggi ada di 3,579 ì𝑚 pada kecepatan putaran mesin 650 rpm, sedangkan nilai kekasaran terendah di 0,844 𝜇𝑚 dengan kecepatan putaran mesin di 210 rpm.

## 5. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan pengambilan data yang dilakukan dalam penelitian ini maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Proses pembubutan dilakukan dengan menggunakan 3 Variasi kecepatan berdasarkan tabel kecepatan  yang  tertera  pada  mesin  bubut,  yaitu  pada  kecepatan  210,  650,  dan  2000  Rpm dengan gerak pemakanan 0,25 mm.
2. Pada pengujian proses pembubutan material aluminium dengan pemakanan sebanyak 3 kali, diambil  data  berupa  diameter  awal  dan  diameter  akhir,  temperatur,  berat  awal  dan  akhir material serta waktu pemakanan.
3. Ada pengaruh yang berarti dengan variasi kecepatan terhadap tingkat kekasaran permukaan pada proses pembubutan dengan material aluminium, semakin kecil nilai rata-rata hasil dari pengukuran  kekasaran  permukaan,  semakin  baik  kualitas  dari  hasil  proses  pembubutan tersebut. Kekasaran yang paling rendah pada proses pembubutan di kecepatan putaran mesin 210  rpm  dengan  nilai  kekasaran  rata-rata  0,844 𝜇𝑚 dan  nilai  kekasaran  tertinggi  pada kecepatan  putaran  mesin  650  rpm  dengan  nilai  kekasaran  rata-rata  3,579 𝜇𝑚 ,  dan  di kecepatan putaran mesin 2000 rpm nilai kekasaran permukaan material alumunium adalah 1,222 𝜇𝑚 .

## DAFTAR PUSTAKA
Daryanto. 2010. Proses Pengolahan Besi dan Baja. Penerbit PT. Sarana Tutorial Nurani Sejahtera, Bandung.
Hadimi. 2008. Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan Terhadap Kekasaran  Permukaan Pada Proses Pembubutan. Indonesia: Politeknik Negeri Pontianak.
Hendra Dwipayana, Kemas M Fadli, 2018. Optimasi Perawatan Pada Mesin Bubut Automatic Feed  Bench  Lathe  BV  20  Di  Laboratorium  Proses  Manufaktur  Universitas  Tamansiswa Palembang. Universitas Tamansiswa Palembang.
Ismet  Eka  Putra,  Rahmatul  Adil.  2016.  Pengaruh  Kecepatan  Asutan  Dan  Kedalaman  Potong Terhadap Kekasaran Permukaan Aluminium Pada Bubut CNC TU-2A. Institut Teknologi Padang.
Kemendikbud. 2013. Teknik Permesinan Bubut 1.
Munadi,  Sudji.  1988.  Dasar-dasar  Metrologi  Industri.  Jakarta:  Departemen  Pendidkan  dan Kebudayaan
Mustaqim, Kosjoko, dkk. Pengaruh Kecepatan Pemakanan Terhadap Kekasaran  Permukaan Material JIS G-3123 SS 41 Dengan Metode Taguchi. Universitas Muhammadiyah Jember.
Rochim, Taufiq. 1993. Teori & Proses Permesinan, Indonesia: Penerbit ITB
Sumber: https://www.alatuji.com
Sutrisna, Rihendra, dkk. 2017. Pengaruh Variasi Kedalaman Potong Dan Kecepatan Putar Mesin Bubut Terhadap Kekasaran Permukaan Benda Kerja Hasil Pembubutan Rata Pada Bahan Baja ST 37. Indonesia: Universitas Pendidikan Ganesha.