Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8 Nomor 2, September 2017

## Analisis Waktu Pemotongan dengan Program Inkrimental dan Absolut pada  Mesin Bubut CNC TU-2A
Heryanto Budiono Soemardi 1) , Rahbini 2)
Politeknik Negeri Malang Jurusan Teknik Mesin,  Jl. Soekarno – Hatta No. 9, Malang 65141, Indonesia heryanto@polinema.ac.id 1) , rahbini27@gmail.com 2)

## Abstraksi
CNC TU-2A merupakan alat potong benda uji  dalam proses pemotongan dilakukan dengan cara  memberi  program  Computer  Numerically  Controlled  G  code  pada  mesin  bubut  yang memberikan  arah  pemotongan  searah  dengan  garis  sumbu  benda  uji. Waktu  proses  pemotongan dengan    program  inkrimental  dan  absolut  akan  mendapatkan  perbedaan  waktu  pekerjaan  akhir. Benda uji berbentuk panjang pejal yang dipotong bertingkat. Proses pemotongan meliputi facing, roughing dan finishing. Gaya potong pahat bergerak horisontal sama dengan arah sumbu kekiri.
Proses  pemotongan  benda  uji  tersebut  dilakukan  dengan  cara  menggunakan  pahat  insert untuk  memotong  benda  uji  pada  bagian  permukaan  arah  horizontal  yang  sejajar  dengan  sumbu benda  uji.  Parameter  pemotongan  meliputi  varian  putaran  spindel  dan  kecepatan  pemakanan Parameter putaran spindel 700, 800 dan 900 rpm , kecepatan pemakanan  80, 90 dan 100 mm/min, dan  ukuran  poros  bertingkat  20,  40,  60  mm.    Sedangkan  pengukuran  waktu  dilakukan  dengan jangka  sorong  pada  permukaan  benda  kerja . Hubungan  antara  putaran  spindel  dan  kecepatan pemakanan  dibutuhkan  analisa  statistik.  Beberapa  analisa  tersebut  digunakan  untuk mengindentifikasi  dan  membandingkan  antara  program  inkrimental  dan  absolut  terhadap  waktu proses pemotongan.
Hasil  akhir  dari  parameter  putaran  spindel dan  kecepatan  pemakanan (feeding) didapatkan yang paling rendah waktu pemotongan pada langkah feeding program inkrimental dengan waktu tempuh rata-rata 433 detik dan program absolut rata-rata 448,7 detik
Kata kunci : waktu pemotongan, inkrimental, absolut,  putaran spindel, kecepatan pemakanan,

## 1. PENDAHULUAN
Dalam  proses  pemotongan  logam  pada  CNC bubut untuk meningkatkan hasil pemotongan diperlukan cutting  improvement yang  berupa  seleksi parameter  pemotongan  yaitu  putaran  spindel  dan kecepatan  pemakanan  ( feeding ),  pemakaian  pahat dengan ukuran sudut tertentu dan bahan  standar  yang memenuhi  hasil  akhir  terbaik.  Hasil  akhir  terbaik adalah  berupa  perbedaan  waktu  dari  program inkrimental dan absolut.
Penggunaan    mesin    CNC    bubut    adalah  suatu cara  pemotongan  otomatis  pada  benda  uji  dengan posisi  alat  potong  horisontal  tegak  lurus  pada  sumbu benda  uji.  CNC  merupakan  perangkat  lunak  yang berbasis  CAM  yang  sering  digunakan  pengerjaan manufaktur  yang  memungkinkan  penggunaannya untuk  melakukan  berbagai  bentuk  simulasi  proses pemesinan berbasis CNC.
Putaran spindel merupakan putaran spindel pada benda uji dengan posisi pahat diam dan benda uji berputar.
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8 Nomor 2, September 2017
Parameter putaran feeding dan waktu pahat potong pada proses pemotongan sangat mempengaruhui  hasil akhir  Khalili  (2013:2). Penelitian  ini  mempelajari putaran spindel dan waktu terhadap toleransi bilateral, dan  gaya  pemotongan          (Fc)  pada  benda  uji dihasilkan dari daya dinamomotor mesin bubut. Pemotongan  menggunakan  tiga  tingkatan.  Dalam proses pemotongan bahwa putaran spindel dan feeding signifikan mempengaruhi waktu proses pemotongan. . Hasil  akhir  proses  pembubutan  bahwa    waktu pemotongan  dipengaruhi  oleh  putaran  spindel  dan feeding Renjith (2013:6)
Dari  uraian  di  atas,  perlu  ada  penelitian  lanjut untuk  benda  uji  dari  bahan  aluminium  mengalami waktu proses pembubutan.

## A. Perumusan Masalah
Dari  latar  belakang  yang  telah  diuraikan  di  atas, dapat  diindentifikasi  masalah  dalam  penelitian  ini, yaitu  bagaimana  menganalisis  waktu  benda  uji  dari program  inkrimental  dan  absolut  dalam  proses pemotongan bertingkat.

## B. Batasan Masalah
Tujuan  pembatasan  masalah  pada  penelitian  ini agar  tidak  meluas  dalam  memecahkan  persoalan  dan menuju  ke  sasaran  yang  sesuai,  maka  batasannya adalah:
(1). Mesin bubut yang digunakan CNC bubut  TU-2A (2). Arah pemotongan bentuk 2D. (3). Jenis pahat insert.
(4). Benda uji dari aluminium.
(5.  Benda uji Φ 13 mm.
(6). Proses pemotongan tanpa pendingin
C. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian dilakukan untuk :
1. Mendapatkan waktu minimal proses pembubutan dengan  menggunakan  pahat insert.
2. Mengkaji perubahan interaksi putaran spindel,  dan  kecepatan  pemakanan  sehingga didapat  grafik  hubungan  antara  keduanya terhadap waktu..
3. Mengkaji hasil bubut untuk bahan aluminium terhadap waktu yang paling efisien.

## D. Manfaat Penelitian
Diharapkan  setelah  penelitian  ini  selesai  dapat bermanfaat diantaranya:
1. Pada  bidang  pengujian  manufaktur,  sebagai bahan  pertimbangan  dan  masukan  untuk pemilihan parameter pemotongan.
2. Bagi  peneliti,  dapat  memahami  eksprimen dan waktu proses pemotongan benda uji.
3. Bagi pembaca, sebagai bahan referensi dalam pengembangan penelitian lebih lanjut.

## 2.  TINJAUAN PUSTAKA

## A.  Penelitian sebelumnya
Beberapa  peneliti  terdahulu  tentang  waktu pemotongan hasil  pembubutan  dengan  parameter putaran  spindel  dan  getaran  pahat    pemotongan  pada mesin bubut Malagi (2012:3)
Penelitian  ini  mempelajari  faktor  utama  gaya pemotongan  ,  yaitu  gaya  tangensial  dan  kekasaran permukaan  Narayana (2006:4) adalah  variabel respon yang diselidiki . Hasil percobaan menunjukkan bahwa pemotongan  arah  horisontal  merupakan  faktor  yang paling signifikan gaya tangensial dapat mempengaruhi hasil akhir Khalili (2013:2).  Bentuk geometris seperti Gambar  1  menunjukkan  distribusi  arah  vektor-vektor dalam  proses  pemotongan  mesin  bubut  dengan  hasil akhir ukuran standar Rowland (1990:198)
Gambar 1. Geometri pemotongan mesin bubut

## B.  Mesin CNC bubut
Mesin  CNC  bubut  adalah  merupakan  mesin perkakas  yang  proses    pemotongan  benda  uji dilakukan dengan program computer disebut Numerical  Control (NC).  Sistim  operasi  pada  mesin ini  menggunakan  sistim  instruksi  secara  matematis yang  dikodekan.  Program  menggunakan  program inkrimental dan absolut Anonim (1990:57)

## C.  Program Inkrimental
Pemrograman    secara    inkrimental    adalah pemrograman  dengan  perhitungan  yang  didasarkan pada  posisi  nol  berada,  artinya  gerakan tool berikutnya  didasarkan  pada  posisi tool titik  1 sebelumnya  bila  melanjutkan  langkah  berikutnya titik  1  ke  titik  3  melalui  titik  1,    2  dan  dari  titik  2 lanjut  ke  titik  3  masing-masing  titik  sebagai referensi  dst.  Untuk  lebih  jelasnya  lihat  ilustrasi geometris Gambar 2 di bawah ini,
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8 Nomor 2, September 2017
Gambar 2. Langkah geometris program absolut dan inkrimental

## D.  Program Absolut
Penyusunan      program      absolut      sistem penghitungannya didasarkan pada satu titik referensi Langkah  program  pemotongan  titik  1  sebagai  acuan untuk  langkah  selanjutnya  program  selalu  referensi titik  1  jadi  untuk  titik  1  sebagai  titik  referensi permanen seperti Gambar 2.

## E.   Gaya potong proses bubut
Pemotongan  awal  pada  permukaan  benda  uji dimana  benda  uji  digerakkan oleh dinamomotor yang terdapat  pada  mesin  bubut  untuk  memutar  benda  uji. Gaya potong mempunyai dua arah yaitu searah sumbu benda uji dan arah putar. Vektor Fc arah potong putar Gambar  1,  yang  dapat  memotong  benda  uji,  arah  Fv merupakan  gaya  potong  searah  sumbu  sedangan  F resultan  gaya  potong.  Daya  dinamometer  merupakan suatu tenaga yang mampu untuk memutar benda uji

## E. Daya potong rata-rata,
000 . 60 c c cm V F N   Rochim (2007:7) (1)
dengan,
N cm = daya motor mesin CNC bubut    kW F c = gaya potong rata-rata            N V c = putaran spindel m/menit

## F. Putaran spindel
Putaran  spindel  adalah  ukuran  dari  kecepatan keliling  (pemotongan) yang  dinyatakan  dalam m/menit.
Faktor-faktor  yang  mempengaruhui  variasi  putaran spindela Oswald (1997: 234) adalah:
(1) Putaran spindel
(2) Diameter benda uji
d V x n c  . . 1000  rpm     (2)
dengan , V c = putaran spindel (m/menit) d = diameter pahat (mm) n = putaran spindel (rpm : put/men) G. Kecepatan pemakanan Kecepatan pemakanan adalah suatu kecepatan  pahat  bergerak  lurus  sejajar dengan  garis  sumbu  benda  kerja.  Satuan kecepatan  pemakanan  sendiri  dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Kec. pemakanan dalam mm/putaran (f)
2. Kec. pemakanan dalam mm/menit (F)
Rumus dasar perhitungan asutan Oswald (1997: 234) adalah:
F (mm/menit) = n (put/menit) x f (mm/put)

## H. Waktu pemotongan
Waktu  pemotongan  adalah  lama  proses  pemotongan benda  uji  pada  masing-masing  program  inkrimental dan absolut Oswald (1997: 250)
etik) menit...(d .......... fxn L t m  dengan, tm = waktu pemotongan       menit atau detik L   = panjang pemotongan    mm f    = kec. pemakanan            mm/putaran n   = putaran spindel             rpm atau put/menit

## I. Hipotesis
Hipotesis  waktu  dan    putaran  spindle  Grant  (1989:1) adalah,
Hipotesis Nol (H 0 ) adalah sbb.:
1.  H 01 :  Tidak  ada  pengaruh  yang  signifikan  antara program inkrimental terhadap waktu pemotongan.
2.    H 02 :  Tidak  ada  pengaruh  yang  signifikan  antara program absolut terhadap waktu pemotongan
3.  H 03 : Tidak ada pengaruh yang signifikan antara interaksi program inkrimental dan program absolut terhadap waktu pemotongan
Hipotesis alternatif (H 1 ) adalah sbb.:
1.  H 11 : Ada  pengaruh yang signifikan antara program inkrimental terhadap waktu pemotongan
2.  H 12 : Ada pengaruh yang signifikan antara program absolut terhadap waktu pemotongan
3.  H 13 : Ada pengaruh yang signifikan antara interaksi program inkrimental dan program absolut terhadap waktu pemotongan
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8 Nomor 2, September 2017

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  mengacu  pada  kerangka yang  dirumuskan  seperti  Gambar  3.  Sistimatika metode sebagai berikut:
1. Benda kerja terbuat aluminium diukur dengan jangka sorong.
2. Benda uji dicekam
3. Pembuatan program inkrimental dan absolut
4. Program seting pahat
5. Proses pemotongan benda uji
6. Pengukuran benda uji
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian .
Dari  eksperimen  hasil  penelitian  adalah  sebagai berikut:
Tabel 1. Data waktu pemotongan hasil eksperimen.
Rata-rata waktu pemrogaman absolut (Abs) dan inkrimental (Inkri)
Prog. Feeding Putaran spindel 700 800 900 Abs 80 555,7 563,3 585,3 Inkri 534,0 531,0 559,0 Abs 90 469,7 516,3 508,0 Inkri 488,0 479,0 467,7 Abs 100 460,3 477,7 448,7 Inkri 452,0 446,3 433,0

## B. Analisa Data
Sebelum  diadakan  analisis  data  statistik  ,  maka hal  pertama  yang  sangat  penting  adalah  menganalisa distribusi  dari  data  yang  ada  ,  yang  sangat  berguna untuk  mengevaluasi  kecocokan  teknik  statistik  yang akan digunakan untuk uji hipotesis maupun pembuatan  model.  Dalam  percobaan  yang  telah dilakukan  maka  dalam  penelitian  menggunakan  uji statistik one  wy  anova Grant  (1989:1) dengan  grafis seperti  Gambar  4  menunjukkan  gambar  grafik  bahwa kedua faktor putaran spindel dan feeding berpengaruh secara  signifikan  terhadap  waktu  pemotongan. Semakin  panjang  benda  uji  semakin  lama  waktu pemotongan
Gambar 4. Pengaruh kedua program.
Pada program absolut dari hasil statistik menunjukkan  bahwa  dalam  waktu  pemotongan dengan  program  tersebut  garis  lurus  naik  berarti menunjukkan waktu yang dibutuhkan untuk pemotongan  pada  program  absolut  secara  rata-rata lebih lama  diatas  rata-rata  500  detik bila dibandingkan  dengan  program  inkrimental  dengan
Mulai Studi refernsi Perumusan masalah Penetapan tujuan Penentuan metode - Persiapan alat dan bahan - Metode pelaksanan Pengunpulan data - Variasi putaran spindel - Variasi feeding - Sesuai dengan variasi parameter dan waktu  ppemotongan Pengolahan data Analisa dan pembahasan Selesai Gambar 3. Kerangka alir penelitian Tidak Ya
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8 Nomor 2, September 2017
waktu  yang  ditempuh  di  bawah  rata-rata  500  detik. Waktu  yang  perpengaruh  adalah feeding yaitu  pada saat feeding 80  mm/menit  dengan  waktu  550  detik, sedangkan pada 100 mm/menit waktu yang ditempuh lebih rendah 450 mm/menit. .
Gambar  5  menunjukkan  bahwa  pengaruh  putaran spindel dan feeding dalam  bentuk surface untuk waktu proses pemotongan pada langkah pemotongan semakin  lama  waktu  pemotongan  maka  tinggi permukaan  surface  plot  semakin  tinggi  nilai waktunya,  ini  menunjukkan  bahwa  adanya  surface plot pada feeding sangat berpengaruh.
Pada gambar 6 menunjukkan bahwa countur waktu pemotongan yang terjadi pada kondisi tertinggi terletak pada kondisi pilihan feeding terendah yaitu pada 80 mm/menit.
Benda  uji  yang  terbuat  dari  bahan  aluminium  yang mempunyai  ukura  Ø13x100  mm,  dan  seterusnya yang telah diperoses pembubutan.
Hasil proses pemotongan berbentuk poros bertingkat 3 bentuk lurus.
C. Pembahasan
1. Waktu pemotongan
Benda  uji  pada  saat  proses  pembubutan  akan menerima  gaya  potong  bagian  sisi  pinggir  benda  uji, yang menyebabkan benda uji akan menjadi penampang berkurang. Waktu pemotongan tergantung panjang  benda  uji  dan  parameter  yang  dimasukkan pada  program  dengan  arah  pemotongan  dibedakan yaitu meliputi:
a. Arah pemotongan facing
b. Arah pemotongan roughing
c. Arah pemotongan finishing

## 2. Waktu arah pemotongan facing
Pada  pemotongan  benda  uji  diawali  dengan  arah facing bagian  ujung  benda  uji  (a).  Waktu  proses pemotongan  program  inkrimental  maupun  absolut rata-rata sama bisa mencapai 50 detik.

## 3. Waktu arah pemotongan roughing
Pemotongan arah  roughing  adalah   pembubutan kasar (roughing)  gerakan  pahat  dari  luar  menyentuh kepermukan  benda  uji.  Untuk  tebal  pemakanan  yang dalam  perlu  langkah  pengasaran/roughing  dengan menggunakan  pahat  insert  hingga  mendekati  ukuran
Gambar  5. Grafik surface plot
Gambar 8. Benda uji
Gambar 6. Countur slot waktu pemotongan
b dan c a
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8 Nomor 2, September 2017
yang diminta. Setelah  itu sisanya diselesaikan dengan program finishing . Pada program  inkrimental  maupun absolut waktu pemotong lebih pendek yang signifikan terletak  pada feeding diatas  80  mm/menit  yaitu  pada feeding 100  mm/menit  ,  dimana  program  inkrimental waktunya  lebih  cepat  433  detik,  sedangkan  absolut 448,7 detik. Program absolut selalu refrensi tool pada posisi  awal  yang  permanen  hingga  setiap  langkah selalu mengacu pada titik awal.

## 4. Waktu arah pemotongan finishing
Pekerjaan  pemotongan  akhir  dilakukan  dengan  cara finishing  dengan  cara  pemakanan  sedikit  dan  laju feeding rendah  sehingga  hasilnya  halus.  Pada  saat finishing program inkrimental maupun absolut hampir tidak ada perbedaan rata-rata 25 detik.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
1. Pada  putaran  spindel  rendah  maupun  tinggi didapatkan  waktu  rata-rata  program  inkrimental 452 detik dan absolut 460,3 detik
2. Pada  langkah feeding sangat  signifikan  perbedaan waktu  pemotongan  rata-rata  program  inkrimental 433 detik dan program absolut didapatkan 448,7

## B. Saran
1. Perlu  adanya  kajian  yang  lebih  mendalam  lagi tentang  faktor-faktor  yang  dapat  mempengaruhi waktu dan parameter lainnya.
2. Pada  setiap  proses  bubut perlu  memperhatikan sifat  bahan  yang  akan  dipotong  agar  hasil  akhir pemotongan optimal

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Grant,  Eugene  I.  And  S.  Leavenworth,  Rihard , 1989. Pengendalian Mutu Statistik ,  Erlangga, Jakarta. Khalili K, M. Danesh, 2013, Investigation of overhang effect on cutting tool vibration for tool condition monitoring, Vibroengineering. Journal Of Measurements  In  Engineering.  December  2013. Volume 1, Issue 4. Issn 2335-2124
Malagi  Dr  R.  R.,  Rajesh.  B.  C,  2012, Factors Influencing  Cutting  Forces  in  Turning  and Development  of  Software  to  Estimate  Cutting Forces  in  Turning ,  International  Journal  of Engineering  and  Innovative  Technology  (IJEIT) Volume 2, Issue 1.
Narayana , 2006, Machine  Drawing ,  New  Age International  (P)  Limited,  Publishers  4835/24, Ansari  Road,  Daryaganj,  New  Delhi  –  110002,
Visit us at www.newagepublishers.com
Ostwald F, Phillip. 1997. Manufacturing Processes and System, John Wiley & Sons,    New  York Renjith  V  B,  2013, Influence  of  Process  Parameters on Cutting Forces and Taguchi Based Prediction of  T42  -  CT  H.S.S  Single  Point  Cutting  Tool Deflection , International Journal of Scientific and Research  Publications,  Volume  3,  Issue  7  ISSN 2250-3153
Rochim Toufiq, 2007, Buku 1 Klasifikasi Proses,
Gaya & Daya Pemesinan, Penerbit ITB.
Rowland Hill, 1990 Modern Engineering Tolerancing, CSA  Committee  B78  and  CAC  IISO  TC10 Technical  Drawing  St  Catharine,  Ontario, Canada.  Mc  Graw-Hill,  Ryerson  Limited,  New York.
Anonim, 1990, EMCOTURN TU-2A , EMCO Maier, Hallein, Austria