## PENGARUH JARAK PERMUKAAN PEMOTONGAN DENGAN PENCEKAMAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN HASIL PROSES FRIS
Bahrul Ilmi *, Iqbal Qureisy**, Rita Djunaidi**, Asmadi** *Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas IBA, Palembang, Sumatera Selatan, Indonesia
**Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas IBA, Palembang, Sumatera Selatan, Indonesia *Email: bahrul.ilmi.uiba@gmail.com

## ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk membuktikan pengaruh jarak permukaan pemotongan dengan pencekaman benda kerja terhadap kekasaran permukaan hasil proses fris vertikal. Pada penelitian ini dilakukan analisa perbedaan kekasaran permukaan hasil pemotongan proses fris yang disebabkan perbedaan jarak permukaan pencekaman benda kerja terhadap tinggi permukaan pemotongan. Material yang digunakan untuk spesimen adalah pelat baja karbon rendah ST37, mesin yang digunakan adalah mesin fris vertikal dan pahat potong HSS. Spesimen dibuat berjumlah 9 spesimen, yaitu masing-masing 3 spesimen untuk setiap variasi untuk jarak  permukaan  pemesinan  dengan  pencekaman    10  mm,  50  mm  dan  90  mm,  yaitu  spesimen  dengan ukuran tinggi 11 mm, 51 mm dan 91 mm. Masing-masing lebar spesimen  40 mm dan tebal 10 mm. Setelah dilakukan  proses  pemesinan  kemudian  diukur  kekasaran  permukaan  pada  masing-masing  spesimen menggunakan standar DIN 4768: 1990-05 dengan alat surface roughness tester TR 200. Dari hasil pengukuran untuk  jarak permukaan pemotongan dari permukaan pencekaman benda kerja 10 mm di dapati nilai rata-rata kekasaran Ra 0,724 µm, Rq 0,971 µm dan Rz 4,719 µm, pada saat variasi jarak dinaikkan menjadi 50 mm terjadi peningkatan nilai rata-rata Ra menjadi sebesar 1,298 µm, Rq 1,626 µm dan Rz 7,679 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Ra sebesar 79,28 %, Rq sebesar 77,32 % dan Rz 62,73 %. Pada saat variasi jarak dinaikkan menjadi 90 mm terjadi peningkatan lagi dengan nilai rata-rata Ra 1,471 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Ra sebesar 103,18 %, Rq 115,49 % dan Rz 98,75 %. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa peningkatan kekasaran permukaan disebabkan bertambahnya jarak  tinggi  permukaan  pemotongan  dari  permukaan  pencekaman  benda  kerja.  Jadi,  semakin  jauh  jarak tinggi  permukaan  pemotongan  dari  permukaan  pencekaman  benda  kerja  pada  proses  pemesinan  dengan menggunakan  mesin  fris  vertikal  pada  material  pelat  baja  karbon  rendah  ST37  dan  pahat  endmill  HSS, maka mengakibatkan bertambahnya getaran yang menyebabkan semakin besar nilai kekasaran permukaan yang didapat, dan sebaliknya.
Kata kunci : kekasaran permukaan, proses fris, tinggi permukaan pemotongan

## 1. PENDAHULUAN
Kualitas  hasil  pemesinan  tergantung  pada  kondisi  pemotongan,  antara  lain  dipengaruhi oleh  kecepatan  potong,  gerak  makan,  dan  kedalaman  pemotongan.  Jarak  antara  permukaan pencengakaman  terhadap  tinggi  permukaan  pemotongan  benda  kerja  sering  tidak  begitu diperhatikan oleh operator mesin fris dalam pengerjaannya.
Kekasaran permukaan hasil proses pemesinan fris dapat disebabkan banyak faktor, salah satunya  disebabkan  getaran  yang  terjadi  pada  mesin fris.  Analisis  korelasi  getaran  mesin frais horizontal terhadap kekasaran permukaan baja karbon dalam proses pemotongan menunjukkan adanya pengaruh signifikan antara variabel material, putaran, gerak ingsut dan kedalaman potong terhadap  amplitudo  getaran  dan  kekasaran  permukaan  (Bontong,  Y.,  2011).    Analisis  tingkat kekasaran permukaan hasil proses milling pada baja karbon S45C menunjukkan adanya pengaruh kecepatan  putaran  spindel,  kecepatan  makan  dan  kedalaman  potong  terhadap  kekasaran
permukaan  hasil  pemesinan  (Yakub,  Y.,  et.al.,  2012).  Penelitian  pengaruh  variasi  kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap kekasaran permukaan stainless steel AISI 304 pada proses frais konvensional  dengan  metode  Taguchi  menunjukkan  adanya  pengaruh  variabel tersebut  terhadap  kekasaran  permukaan  dan  mengusulkan  kombinasi  optimal  variabel pemotongan (Cahyono, A. H., et.al., 2017).
Pada penelitian ini dilakukan analisa perbedaan kekasaran permukaan hasil pemotongan proses fris yang disebabkan perbedaan jarak permukaan pencekaman benda kerja terhadap tinggi permukaan  pemotongan.  Material  yang  digunakan  untuk  spesimen  adalah  pelat  baja  karbon rendah ST37, mesin yang digunakan adalah mesin fris vertikal dan pahat potong endmill HSS. Penelitian  ini  dilakukan  untuk  membuktikan  dugaan  bahwa  jarak  permukaan pencengkaman  benda  kerja  terhadap  tinggi  permukaan  pemotongan  berpengaruh  pada  tingkat kekasaran permukaan hasil pekerjaan pemesinan dengan mesin fris.
Manfaat  penelitian  ini  diharapkan  dapat  menjadi  pengetahuan  praktis  bagi  operator  di dalam melakukan pekerjaan menggunakan mesin fris.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1. Lokasi Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  bertempat  di  Laboratorium  Proses  Manufaktur  Fakultas  Teknik Universitas IBA Palembang.

## 2.2. Metode yang digunakan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:
1. Mesin fris vertikal EMCO F3
2. Pahat potong endmill HSS
3. Surface roughness tester TR 200
4. Material pelat baja ST 37
5. Cairan pendingin
6. Jangka Sorong.
Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
1. Pembuatan spesimen untuk jarak permukaan pemesinan dengan pencekaman  10 mm, 50 mm dan 90 mm, untuk proses penyelesaian permukaan dengan mesin fris vertikal dengan kedalaman potong 1 mm yaitu spesimen dengan ukuran tinggi 11 mm, 51 mm dan 91 mm. Masing-masing lebar spesimen  40 mm dan tebal 10 mm. Spesimen dibuat berjumlah 9 spesimen (Gambar 1), yaitu masing-masing 3 spesimen setiap variasi.
2. Proses  pemesinan  fris  dengan  menggunakan  mesin  fris  vertikal  dengan  kecepatan spindel yang dihitung dari persamaan:
𝑁 = 1000.CS π.D ..............pers 1.
Dimana:
N : putaran spindel (putaran/menit)
CS  : kecepatan potong (diambil angka 85 m/menit untuk proses penyelesaian akhir) D : diameter pisau frais (digunakan pahat dimeter 12 mm)
Dari hasil perhitungan didapat kecepatan putaran spindel 2000 putaran/menit.
3. Pengukuran kekasaran permukaan menggunakan standar DIN 4768: 1990-05. Masing- masing spesimen yang telah dimesin dilakukan pengukuran menggunakan alat s urface roughness tester TR 200 untuk mendapatkan nilai kekasaran permukaan dengan tahapan proses pengukuran yaitu :
a. Memberi tanda pada titik ukur benda kerja.
b. Memasang sensor alat ukur kekasaran pada chasing .
c. Mengukur kekasaran permukaan dengan menempelkan ujung sensor pada titik yang akan diukur nilai kekasaran permukaannya.
d. Mencatat komponen kekasaran permukaan Ra, Rq, dan Rz yang tertera pada layar.
Gambar 2. Surface Roughness Tester
4. Selanjutnya dilakukan pengolahan data dan dilakukan analisa-analisa.
5. Dari hasil analisa-analisa yang dilakukan kemudian ditarik kesimpulan penelitian ini.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengukuran didapat data hasil kekasaran permukaan yang kemudian dihitung nilai rata-ratanya yang dapat dilihat pada Tabel 1, 2 dan 3.

## Tabel 1
Hasil Uji untuk Jarak Permukaan ke Pencekaman 10 mm
No. Ra (µm)  Rq (µm)  Rz (µm) 1 0.638 0.806 4.611 2 0.759 0.945 4.664 3 0.830 1.001 4.884 Rata-rata  0.724 0.917 4.719

## Tabel 2
Hasil Uji untuk Jarak Permukaan ke Pencekaman 50 mm
No. Ra (µm) Rq (µm) Rz (µm) 1 1.283  1.605  7.708 2 1.334  1.652  7.752 3 1.278  1.623  7.581
Rata-rata  1.298  1.626  7.679

## Tabel 3

## Hasil Uji untuk Jarak Permukaan ke Pencekaman 90 mm
No. Ra (µm) Rq (µm) Rz (µm) 1 1.496  2.054  9.931 2 1.517  1.996  9.147 3 1.402  1.878  9.059
Rata-rata  1.471  1.976  9.379
Dari  data-data  yang  disajikan  pada  tabel-tabel  di  atas,  dihitung  persentase  perubahan kekasaran permukaannya yang dapat dilihat pada Gambar 3, 4, dan 5.
Gambar 3. Persentase Peningkatan Ra
Gambar 4. Persentase Peningkatan Rq
Gambar 5. Persentase Peningkatan Rz
Dari Tabel 3.1, Tabel 3.2, Tabel 3.3 dapat dilihat nilai rata-rata kekasaran permukaan Ra pada jarak tinggi permukaan pemotongan dari permukaan pencekaman benda kerja 10 mm, 50 mm dan 90  mm  akan  meningkat  seiring  terjadi  peningkatan  tinggi  permukaan  pemotongan  terhadap pencekaman benda kerja, walaupun ketiganya masih berada dalam batas kekasaran permukaan Ra 0,4 µm – 1,6 µm yang diijinkan sesuai DIN 4768 Part 2 (Amaral, Marcello M., et.al., 2009). Peningkatan  jarak  tinggi  permukaan  pemotongan  dari  permukaan  pencekaman  benda  kerja mengakibatkan  bertambahnya  getaran  yang  menyebabkan  semakin  besar  nilai  kekasaran permukaan yang didapat, dan sebaliknya
Dari grafik pada Gambar 3.1  di atas dapat  kita lihat bahwa nilai rata rata  Ra menunjukkan suatu peningkatan dalam setiap peningkatan variasi jaraknya.  Pada variasi jarak 10 mm didapati nilai kekasaran Ra 0,724 µm, pada saat variasi jarak dinaikkan dari 10 mm menjadi 50 mm terjadi
peningkatan nilai rata-rata Ra menjadi sebesar 1,298 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Ra sebesar 79,28 %, pada variasi jarak 90 mm terjadi peningkatan lagi dengan nilai rata-rata Ra 1,471 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Ra sebesar 103,18 %.  Dari grafik ini dapat kita lihat bahwa semakin tinggi jarak permukaan pemotongan dari permukaan pencekaman maka semakin besar nilai Ra yang didapat, dan sebaliknya.
Dari grafik  pada Gambar 3.2  di atas dapat  kita lihat bahwa nilai  rata rata  Rq menunjukkan suatu peningkatan dalam setiap peningkatan variasi jaraknya.  Pada variasi jarak 10 mm didapati nilai kekasaran Rq 0,971 µm, pada saat variasi jarak dinaikkan dari 10 mm menjadi 50 mm terjadi peningkatan nilai rata-rata Rq menjadi sebesar 1,626 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Rq sebesar 77,32 %, pada variasi jarak 90 mm terjadi peningkatan lagi dengan nilai rata-rata Rq 1,976 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Rq sebesar 115,49 %.  Dari grafik ini dapat kita lihat bahwa semakin tinggi jarak permukaan pemotongan dari permukaan pencekaman maka semakin besar nilai Rq yang didapat, dan sebaliknya.
Dari grafik pada Gambar 3.3 di atas dapat kita lihat bahwa nilai rata rata Rz menunjukkan suatu peningkatan dalam setiap peningkatan variasi jaraknya.  Pada variasi jarak 10 mm didapati nilai kekasaran Rz 4,719 µm, pada saat variasi jarak dinaikkan dari 10 mm menjadi 50 mm terjadi peningkatan nilai rata-rata Rz menjadi sebesar 7,679 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Rz sebesar 62,73 %, pada variasi jarak 90 mm terjadi peningkatan lagi dengan nilai rata-rata Rz 9,379 µm  atau  terjadi  kenaikan  nilai  kekasaran  Rz  sebesar 98,75  %.    Dari  grafik  ini  dapat  kita  lihat bahwa semakin tinggi jarak permukaan pemotongan dari permukaan pencekaman maka semakin besar nilai Rz yang didapat, dan sebaliknya

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil analisa data-data hasil penelitian yang telah dilakukan di atas maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Peningkatan  kekasaran  permukaan  disebabkan  bertambahnya  jarak  tinggi  permukaan pemotongan  dari  permukaan  pencekaman  benda  kerja.  Jadi,  semakin  jauh  jarak  tinggi permukaan  pemotongan  dari  permukaan  pencekaman  benda  kerja  pada  proses  pemesinan dengan  menggunakan  mesin  fris  vertikal  pada  material  pelat  baja  karbon  rendah  ST37  dan pahat endmill HSS, maka mengakibatkan bertambahnya getaran yang menyebabkan semakin besar nilai kekasaran permukaan yang didapat, dan sebaliknya.
2. Pada jarak tinggi permukaan pemotongan dari permukaan pencekaman benda kerja 10 mm di dapati nilai rata-rata kekasaran Ra 0,724 µm, Rq 0,971 µm dan Rz 4,719 µm, pada saat variasi jarak dinaikkan menjadi 50 mm terjadi peningkatan nilai rata-rata Ra menjadi sebesar 1,298 µm, Rq 1,626 µm dan Rz 7,679 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Ra sebesar 79,28 %, Rq sebesar 77,32 % dan Rz 62,73 %. Pada saat variasi jarak dinaikkan menjadi 90 mm terjadi peningkatan lagi dengan nilai rata-rata Ra 1,471 µm atau terjadi kenaikan nilai kekasaran Ra sebesar 103,18 %, Rq 115,49 % dan Rz 98,75 %.
3. Tinggi  permukaan  pemotongan  dari  permukaan  pencekaman  benda  kerja  pada  proses  fris vertikal harus jadi perhatian bagi operator mesin fris karena berpengaruh signifikan pada hasil akhir penyelesaian permukaan benda kerja.

## DAFTAR PUSTAKA
Amaral,  Marcello  M.,  Marcus  P.  Racle,  Jose  P.  Caly,  Ricardo  E.  Samad,  Nilson  D.Vieira  Jr., Anderson  Z.  Freitas,  (2009),  ROUGHNESS  MEASUREMENT  METHODOLOGY ACCORDING TO DIN 4768 USING OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY (OCT), Proceedings of the SPIE, Volume 7390, id. 73900Z, DOI:10.1117/12.827748
Amstead, B. H., Ostwald P. F., Begeman, M. L.  (1981 ), TEKNOLOGI MEKANIK, Jilid 1 & 2, Edisi Ketujuh, Alih Bahasa: Bambang Priambodo,  Penerbit Erlangga, Jakarta
Bontong,  Y.  (2011),  ANALISIS  KORELASI  GETARAN  MESIN  FRAIS  HORIZONTAL TERHADAP  KEKASARAN  PERMUKAAN  BAJA  KARBON  DALAM  PROSES PEMOTONGAN, Tesis Magister, Program Pascasarjana Universitas Hasanudin, Makassar
Cahyono, A. H., Mufarida, N. A., & Finali, A. (2017), PENGARUH VARIASI KECEPATAN SPINDEL  DAN  KEDALAMAN  PEMAKANAN  TERHADAP  KEKASARAN PERMUKAAN STAILESS STEEL AISI 304 PADA PROSES FRAIS KONVENSIONAL DENGAN  METODE  TAGUCHI, PROTEKSION: Jurnal  Kajian  Ilmiah  dan  Teknologi Teknik Mesin, 1(2), 7-12, DOI: https://doi.org/10.32528/jp.v1i2.2197
DIN  4768:  1990-05.  DETERMINATION  OF  VALUES  OF  SURFACE  ROUGHNESS PARAMETERS  Ra.  Rz,  Rmax  USING  ELECTRICAL  CONTACT  (STYLUS) INSTRUMENTS CONCEPTS AND MEASURING
Rochim, T. (2001),  SPESIFIKASI, METROLOGI DAN KONTROL KUALITAS, ITB Press, Bandung
Rochim, T. (1993), TEORI DAN TEKNOLOGI PROSES PEMESINAN, ITB Press, Bandung
Yakub,  Y.  &  Syaifullah,  H.  (2012),  ANALISIS  TINGKAT  KEKASARAN  PERMUKAAN HASIL PROSES MILLING PADA BAJA KARBON S45C. Prosiding Seminar Nasional Teknik Mesin 7 tanggal 21 Juni 2012, Surabaya