## Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP)

## Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
Fahri Ari Saputra 1) , Samhuddin 2) , Aminur 3)
¹) Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo ²ʾ³) Do sen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Makadompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232
Email: fahriarisaputra@gmail.com Article Info Abstrak Available online March 10, 2021 Proses pemesinan merupakan suatu proses manufaktur dimana proses utamanya adalah melepaskan atau menghilangkan sebagian mateial dari suatu bahan dasar yang dapat berupa poros sehingga memenuhi bentuk dan kuailitas yang diinginkan.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kecepatan putar spindel mesin  bubut  terhadap  besarnya  nilai  Unit  Horse  Power  (UHP)  pada  proses pembubutan  baja  karbon  randah.  Penelitian  mengunakan  material  baja  karbon berbentuk silinde dengan diameter awal 40 mm dan panjang 150 mm. benda kerja berbentuk silinder dibubut dengan kedalaman pemakanan 1 mm pada kecepatan yang bervariasi, yaitu 95 rpm, 130 rpm dan 180 rpm. Hasil penelitian didapatkan bahwa  kecepatan  putaran  spindel  mesin  bubut  berpengaruh  terhadap  besarnya nilai unit horse power (UHP) semakin tinggi putaran spindel mesin bubut maka UHP yang didapatkan semakin besar, dimana UHP tertinggi terjadi pada putaran 180 rpm dengan nilai UHP sebesar 0,00030 dan UHP  terendah terdapat pada putaran 130 dengan nilai UHP 0,00016. Putaran yang tinggi menyebabkan gaya yang besar pula sehingga getaran pahat bubut semakin besar.
Kata kunci : Proses bubut, baja karbon, putaran spindel.

## Abstract
The  machining  process  is  a  manufacturing  process  where  the  main  process  is removing or removing some of the material from a basic material which can be in the form of a shaft so that it meets the desired shape and quality. The purpose of this study was to determine the effect of the rotational speed of the lathe spindle on the value of Unit Horse Power (UHP) in the low carbon steel turning process. The study used carbon steel material in the form of a cylinder with an initial diameter of 40 mm and a length of 150 mm. The cylindrical workpiece is turned with a depth of 1 mm at various speeds, namely 95 rpm, 130 rpm and 180 rpm. The results showed that  the  rotational  speed  of  the  lathe  spindle  affects  the  value  of  the  unit  horse power  (UHP).  The  higher  the  spindle  rotation  of  the  lathe,  the  greater  the  UHP obtained, where the highest UHP occurs at 180 rpm with a UHP value of 0.00030 and the lowest UHP. found in round 130 with a UHP value of 0.00016. High rotation causes a large force so that the vibration of the lathe tool is even greater.
Keywords : Lathe process, carbon steel, spindle rotation.

## .
1. Pendahuluan
Proses  manufaktur  produk  yang  bermutu tentunya  harus  didukung  oleh  pemesinan  yang baik.  Proses  pemesinan  merupakan  suatu  proses
manufaktur  dimana  proses  utamanya  adalah melepaskan atau menghilangkan sebagian mateial dari  suatu  bahan  dasar  yang  dapat  berupa  poros sehingga  memenuhi  bentuk  dan  kuailitas  yang diinginkan.  Proses  pemesinan  dalam  manufaktur

## ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
sangatlah kompleks karena harus mempertimbangkan  banyak  faktor  agar  produk yang  dihasilkan  susuai  dengan  spesifikasi  kualitas yang ditetapkan. Salah satu proses pemesinan yang banyak  digunakan  untuk  membuat suatu komponen  adalah  proses  bubut  ( turning ). Keberadaan  mesin  perkakas  produksi  tersebut menjadikan  pengerjaan  logam  akan  semakin efesien serta dengan ketelitian yang tinggi. Dalam pengerjaan logam, mesin bubut konvensional telah dikenal fungsi dan perannya untuk membuat suatu komponen  atau  suku  cadang.  Proses  pengerjaan logam  merupakan  hal  terpenting  dalam  produksi komponen  mesin,  khususnya  pengerjaan  logam dengan  mesin  bubut.  Oleh  karena  itu,  diperlukan inovasi  yang  terus  menerus  untuk  meningkatkan kualitas  hasil  produksi.  Ada  beberapa  cara  yang dilakukan,  diantaranya  dengan  memilih  jenis pahat,  kedalaman  pemakanan,  dan  kecepatan spindel yang tepat [1].
Dalam pengoperasian mesin bubut, parameter  pemesinan  bubut  seperti  kecepatan putaran  spindel,  kecepatan  potong,  ketebalan potong, kecepatan pemakanan, sudut pemotongan,  jenis  material,  dan  pahat  yang digunakan  sangat  mempengaruhi  kualitas  produk yang  dihasilkan.  Selain  itu,  faktor  yang  sering terjadi  di  lapangan  seperti  skill  operator  dan kondisi mesin sangat berpengaruh terhadap proses pembubutan.
Pada  penelitian  akan  difokuskan  untuk mengetahui pengaruh kecepatan spindle terhadap besarnya  nilai unit  horse  power  (uhp) .  UHP merupakan  besarnya  volume  laju  pemotongan logam.  Pada  proses  pemesinan  ukuran  kualitas produk  banyak  dilihat  dari  kekasaran/kehalusan permukaan yang dihasilkan. Kekasaran permukaan merupakan  faktor  utama  untuk  evaluasi  produk pemesinan  dapat  diterima  di  pasaran.  Disamping itu,  kekasaran  permukaan  juga  berpengaruh terhadap usia komponen, karena komponen yang kasar  akan  menimbulkan  gaya  geser  yang  besar pada  aplikasinya  komponen  mengalami  gesekan. Sebagai  contoh  poros  mesin  akan  menimbulkan gaya gesek yang besar sehingga berdampak  pada getaran yang dihasilkan.
Parameter  utama  pada  setiap  proses  bubut adalah  kecepatan  putar  spindel  ( speed ),  gerak makan ( feed ) dan kedalaman potong ( depth of cut ). Faktor  yang  lain  seperti  bahan  benda  kerja  dan jenis  pahat  sebenarnya  juga  memiliki  pengaruh yang  cukup  besar,  tetapi  tiga  parameter  di  atas adalah  bagian  yang  bisa  diatur  oleh  operator langsung pada mesin bubut [2].
Terdapat tiga gaya potong ( cutting force ) yang bekerja  pada  proses  pembubutan,  yaitu  gaya tangensial,  gaya  aksial,  dan  gaya  radial.  Gaya tangensial,  yaitu  gaya  yang  dihasilkan  pada  arah kecepatan  potong.  Gaya  aksial,  yaitu  gaya  yang terjadi  pada  arah  gerak  makan.  Sedangkan  gaya radial,  yaitu  gaya  yang  arahnya  menuju  bidang normal  pada  kecepatan  potong  [3].  Proses pengerjaan  logam  merupakan  bagian  terpenting dalam  pembuatan  komponen-komponen  mesin dengan  menggunakan  mesin  bubut  [1].  Ada beberapa  hal  yang  perlu  diperhatikan  dalam pemilihan  bahan  benda  kerja  untuk  dijadikan komponen-komponen  pada  mesin  dan  industri, seperti pertimbangan fungsi, pembebanan, kemampuan bentuk dan kemudahan pencarian di pasaran.
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  [4],  tentang pengaruh  kombinasi  variabel  terhadap  keausan pahat  insert  karbida.  Variabel  kecepatan  spinde (630  rev/min,  920  rev/min,  dan  1250  rev/min), kedalaman  penyayatan  (0.5  mm,  0.7  mm,  dan  1 mm). Dari penelitian menunjukkan bahwa semakin besar  kecepatan  spindel,  kedalaman  penyayatan dan semakin besar perbandingan cairan pendingin, maka  semakin  besar  pula  nilai  keausan  yang dihasilkan.
Menurut  [5],  melakukan  penelitian  untuk mengukur  gaya  potong  pada  pahat  mesin  bubut dengan material yang digunakan adalah baja ST 37, dengan  ke  dalaman  potong  sebesar  2  mm,  serta gerak  pemakanan  sebesar  0,08  mm/rev.  Angka pada  alat  ukur  dial  indikator  menunjukkan besarnya defleksi pahat, digunakan untuk mencari besarnya gaya potong. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai Unit Horse Power (UHP) yang diperoleh dari percobaan dengan acuan nilai pembebanan  100  gr  ditunjukkan  pada  dial indikator  sebesar  0.53  mm.  UHP  yang  dihasilkan rata-rata  0,58,  Maka  kita  jadikan  acuan  untuk memastikan  dial  indikator  bisa  digunakan  untuk menghitung besarnya gaya potong.
Menurut [1], yang dimaksud proses pemesinan  adalah  proses  lanjutan dalam pembentukan  benda  kerja  setelah  pembentukan logam menjadi bahan baku berupa besi tempa atau baja  paduan  atau  dibentuk  melalui  proses pengecoran  yang  dipersiapkan  dengan  bentuk yang mendekati kepada bentuk yang sebenarnya. Proses  permesinan  dapat  berupa  mesin  bubut, mesin frais, bor, sekrap dan lain sebagainya.
Proses bubut adalah proses pemesinan untuk menghasilkan  bagian-bagian  mesin  berbentuk silindris  yang  dikerjakan  dengan  menggunakan
13 4 Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
mesin bubut [2]. Gerak makan, f ( feed ), merupakan jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja berputar  satu  kali,  sehingga  satuan  f  adalah mm/putaran. Gerak makan ditentukan berdasarkan kekuatan mesin, material benda kerja, material  pahat,  bentuk  pahat,  dan  terutama kehalusan  permukaan  yang  diinginkan.  Gerak makan  biasanya  ditentukan  dalam  hubungannya dengan  kedalaman  potong  h.  Gerak  makan tersebut berharga sekitar 1/3 sampai 1/20 h, atau sesuai  dengan  kehaluasan  permukaan  yang dikehendaki [6]. Unit horse power merupakan gaya potong  pada  mesin  bubut yang  menujukkan besarnya  volume  laju  pemotongan  logam  pada proses pembubutan. Sedangkan horse power (HP) adalah unit pengukuran daya, atau tingkat di mana pekerjaan  dilakukan,  biasanya  mengacu  pada output mesin atau motor.
Beberapa  cara  untuk  menghasilkan  suatu produk yang diinginkan yaitu dengan suatu proses permesinan, antara lain: turning, milling, grinding, broaching, boring, drilling
Gambar 1. Berbagai jenis proses permesinan
Dari  beberapa  jenis  permesin  di  atas,  dapat dijelaskan masing-masing fungsinya, yaitu sebagai berikut:
a.  Mesin turning
Turning  adalah  suatu  mesin  perkakas  yang digunakan  untuk  memotong  benda  yang diputar.  Kegunaan  mesin  bubut  adalah  untuk menghasilkan  benda-benda  putar,  membuat ulir,  pengelasan,  pengeboran,  meratakan permukaan benda putar, dan pembuatan tirus. b.  Mesin milling
Milling  adalah  suatu  mesin  perkakas  yang menghasilkan  sebuah  bidang  datar  dimana pisau berputar dan benda bergerak melakukan langkah  pemakanan.  Fungsi  mesin  milling adalah  untuk  mengerjakan  proses  permesinan
dari  logam  dengan  gerakan  utama  pahat potongnya. adalah dengan cara berputar. c.  Mesin boring
Pengeboran  (boring)  proses  kerjanya  hampir sama  dengan  pembubutan.  Baik  pengeboran maupun pembubutan
sama-sama menggunakan perkakas mata tunggal. Pembubutan  mengerjakan  diameter  luar sebuah  benda  kerja  sedangkan  pengeboran mengerjakan diameter dalam suatu lobang. Jadi sebenarnya  pengeboran  merupakan  proses pembubutan  sisi  dalam  suatu  benda  kerja. Perkakas  mesin  yang  digunakan  untuk  operasi pengeboran disebut mesin pengeboran ( boring machines ) atau ( boring mills ). d.  Mesin drilling
Drilling  mechine merupakan  alat  yang  dipakai untuk  membuat  pelubangan,  alur,  luasan  dan penghalusan  secara  akurat  dan  tepat.  Prinsip kerja  dari  mesin  ini  ialah  pemutaran  pada  alat potong  yang  ditujukan  pada  pemakanan  mata bor.

## Elemen-Elemen  Dasar  Pemotongan  Pada  Proses Bubut
Elemen-elemen pada dasar pemotongan pada proses bubut dapat diketahui dengan rumus yang dapat diturunkan dengan memperhatikan gambar teknik, di mana di dalam gambar teknik dinyatakan spesifikasi  geometrik  suatu  produk  komponen mesin  yang  di  gambar.  Setelah  itu  harus  dipilih suatu  proses  atau  urutan  proses  yang  digunakan untuk  membuatnya.  Salah  satu  cara  atau prosesnya  adalah  dengan  bubut,  pengerjaan produk, komponen mesin, dan alat-alat menggunakan  mesin  bubut  akan  ditemui  dalam setiap perencanaan proses permesinan. Untuk itu perlu  kita  pahami  lima  elemen  dasar  permesinan bubu tantara lain:
1.  Kecepatan potong ( cutting speed ): v (m/min)
2.  Gerak makan ( feed rate ): f (mm/rev)
3.  Kedalaman pemakanan ( depth of cut ): a (mm)
4.  waktu pemotongan ( cutting time ): tc (min)
5.  Kecepatan  penghasilan  geram  ( rate  of  metal removal ): z (cm /min)
Tiga parameter utama pada setiap proses bubut adalah  kecepatan  putar  spindel  ( speed ),  gerak makan ( feed ) dan kedalaman potong ( depth of cut ). Faktor  yang  lain  seperti  bahan  benda  kerja  dan jenis  pahat  sebenarnya  juga  memiliki  pengaruh yang  cukup  besar,  tetapi  tiga  parameter  di  atas adalah  bagian  yang  bisa  diatur  oleh  operator langsung  pada  mesin  bubut.  Kecepatan  putar,  n ( speed ), selalu dihubungkan dengan sumbu utama Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
(spindel)  dan  benda  kerja.  Kecepatan  putar dinotasikan  sebagai  putaran  per  menit  ( rotations per  minute,  rpm ).  Akan  tetapi  yang  diutamakan dalam  proses  bubut  adalah  kecepatan  potong ( cutting speed atau v) atau kecepatan benda kerja dilalui  oleh  pahat/keliling  benda  kerja  (lihat  di bawah). Secara sederhana kecepatan potong dapat digambarkan sebagai keliling benda kerja dikalikan dengan kecepatan putar [7].
1. Kecepatan potong:
v = πln 1000 ( 𝑚 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 )                                       [1]
Dimana:
v   = kecepatan potong (m/menit)
d   = diameter benda kerja (mm)
n   = putaran benda kerja (putaran/menit)
2. Kecepatan makan
Kecepatan gerak pemakanan adalah kecepatan yang dibutuhkan pahat untuk bergeser menyayat  benda  kerja  tiap  radian  per  menit. Kecepatan  tersebut  dihitung  tiap  menit.  Untuk menghitung kecepatan gerak pemakanan didasarkan pada gerak makan (f).
V f = f. n ( m menit )                                                 [2]
Dimana:
f  = gerak makan (mm/rev)
n  = putaran benda kerja (rad/min)
3. Waktu pemotongan
Waktu  pemotongan  bisa  diartikan  dengan panjang  permesinan  tiap  kecepatan  gerak pemakanan.  Satuan  waktu  permesinan  adalah milimeter.  Panjang  permesinan  sendiri  adalah panjang  pemotongan  pada  benda  kerja ditambah langkah pengawalan ditambah dengan langkah pengakhiran, waktu pemotongan dirumuskan:
t c = l t v f (menit)                                                     [3]

## 4. Kecepatan penghasilan beram
Z = A. v( Cm 3 menit )                                                   [4]
Dimana:
A = a. f(mm 2 )
Pada pahat potong, diketahui bahwa resultan gaya  terdiri  atas  tiga  komponen  dasar,  yaitu  FT adalah  gaya  tangensial/gaya  pada  kecepatan potong),  F R adalah  gaya  pada  kedalaman pemotongan,  dan  F L adalah  gaya  radial/gaya longitudinal/gaya  pada  pemakanan  atau  gerak makan).  Gaya  tangensial  ini  adalah  gaya  yang paling  tinggi  dari  ketiga  gaya  tersebut.  Dayakuda pada pahat sama dengan gaya tangensial dikalikan kecepatan  tangensial  per  menit  dibagi  oleh konstanta 33.000, dapat dirumuskan di bawah ini:
Gambar 2. Gaya-gaya pemotongan
DK = F T . V T 33.000 (Hp)                                              [5]
Diaman: Hp = daya kuda (Hp) F T = gaya tangensial (lb)
V T = kecepatan tangensial (Ft/min) Gaya longitudinal adalah gaya pada arah axist /arah  sumbu  X  pahat  pada  saat  melakukan pemakanan  dan  kadang-kadang  dikenal  sebagai gaya  pemberian  makan.  Gaya  ini  rata-rata  sekitar 40  persen  lebih  kecil  dibanding  gaya  tangensial. Daya yang diperlukan pahat saat pemakanan sama dengan  gaya  longitudinal  dikalikan  kecepatan pemakanan per menit dibagi oleh konstan 33.000. Karena  percepatan  saat  pemakan  sangat  rendah, daya  diperlukan  biasanya  kira-kira  1  persen  dari total.  Gaya  radial  adalah  gaya  pada  arah radial/arah  sumbu  Z.  Gaya  ini  adalah  yang  paling kecil dari ke tiga gaya pahat, hanya 50 persen dari gaya  longitudinal.  Gaya  ini  biasa  dikenal  dengan Gaya Pada kedalaman Pemotongan.
Gaya-gaya potong ini biasanya diukur dengan suatu  alat  yang  bernama  dinamometer.  Alat  ini adalah  salah  satu  dari  metoda-metoda  paling terandalkan  mengukur  gaya  potong  karena efisiensi  mekanis  dari  motor  dan  mesin dihapuskan.  Alat  ini  diletakkan  antara  pahat  dan mesin  sebagai  suatu  dinamometer  magnetik toolholder  atau  antara  pekerjaan  dan  mesin sebagai  suatu  dinamometer work-holding-type . Dinamometer-dinamometer  bisa  mengukur  dua atau  tiga  komponen  gaya  dari  waktu  yang  sama, tergantung atas kompleksitas dynamometer . Daya neto  di  pemotong  dan  faktor  yang  lain  dapat ditentukan dari komponen gaya ini.
Pengukuran  daya  pahat  dapat  menggunakan pendekatan rumus berikut ini:
hp = Uhp. C. Cu                                                          [6] Dimana:
Cu = f. a. v. 12                                                            [7] Dimana:
Hp  = Horse Power Pahat, hp Uhp  = Unit Horse Power cu  = Formula for Volume , in/min
13 6 Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
C   = Faktor koreksi pemakanan f   = Pemakanan, in per stroke a   = Kedalaman, in v   = Kecepatan Pemotongan, ft per min Daya  adalah  usaha  untuk  melakukan pekerjaan.  Istilah  daya  digambarkan  sebagai melakukan  pekerjaan,  sepanjang  jarak  yang ditempuh  dibagi  waktu  pada  saat  pekerjaan  itu selesai, atau.
P = F s t [8]
Dimana:
F s = usaha F  = gaya (N) s  = jarak tempuh (mm) t  = waktu (detik)
Sedangkan  hubungan  jarak  dengan  waktu  akan menjadi kecepatan maka:
v = s t [9]

## Sehingga,
P = F. v                                                                      [10] Jadi:
F = m. v 2 r [11]
Dimana: F  = gaya (N) v  = kecepatan (m/min) r  = jari-jari material (mm)
F (gaya) adalah total dari gaya tangensial, gaya radial,  dan  gaya  longitudinal,  sedangkan  v (kecepatan)  adalah  total  dari  kecepatan  benda kerja  yang  diperlukan  untuk  proses  bubut  pada arah yang longitudinal.
Pada pekerjaan permesinan khususnya mesin bubut kebanyak menggunakan baja lunak atau baja karbon.  Baja  adalah  merupakan  suatu  campuran dari Besi (Fe) dan Karbon (C), dimana unsur Karbon (C) menjadi dasar. Disamping unsur Fe Dan C, baja juga  mengandung  unsur  campuran  lain  seperti Sulfur (S), Fosfor (P), Silikon (Si), dan Mangan (Mn) yang jumlahnya dibatasi [8].
Berdasarkan  tingkatan  banyaknya  kadar karbon, baja digolongkan menjadi tiga tingkatan: a.  Baja  karbon rendah  yaitu  baja  yang mengandung  karbon  kurang  dari  0,3%.  Baja karbon  rendah  dalam  perdagangan  dibuat dalam  bentuk  pelat,  profil,  batangan  untuk keperluan  tempa,  pekerjaan  mesin,  dan  lain- lain.  Baja  karbon  rendah  (low  carbon  steel) mengandung karbon antara 0,04 – 0,30 C. baja karbon  ini  dalam  perdagangan  di  buat  dalam plat baja, baja strip dan baja batang atau profil . Bardasarkan  jumblah  karbon  yang  terkandung
dalam baja, maka baja karbon rendah dapat di gunakan sebagai berikut:
1.  Baja karbon rendah yang mengandung 0,04- 0,3 % C. untuk dijadikan baja- baja plat atau strip.
2.  Baja  karbon  rendah  yang  mengandung  0,3- 0,6 % C, digunakan untuk keperluan badan – badan kendaraan.
3.  Baja karbon rendah yang mengandung 0,6 – 1,5  %  C,  di  gunakan  untuk  konstruksi jembatan,  bangunan  membuat  baut  atau dijadikan baja konstruksi.
b.  Baja  karbon  sedang  Baja  ini  mengandung karbon  antara  0,3% – 0,6  %.  Didalam perdagangan biasanya dipakai sebagai alat-alat perkakas, baut, poros engkol, roda gigi, ragum, pegas dan lain-lain.
c.  Baja karbon tinggi Baja karbon tinggi ialah baja yang mengandung kerbon antara 0,6% – 1,5%. Baja  ini  biasanya  digunakan  untuk  keperluan alat-alat  konstruksi  yang  berhubungan  dengan panas  yang  tinggi  atau  dalam  penggunaannya akan  menerima  atau  mengalami  panas, misalnya  landasan,  palu,  gergaji,  pahat,  kikir, bor, bantalan peluru, dan sebagainya.

## 2. Metode Penelitian
Beberapa  peralatan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini,  yaitu: Engine  Lathe  type  Magnum Cut chuck rahang tiga buatan China ketelitian 0.02 mm. Teclock Made in Japan dengan ketelitian 0.01 mm.  Dial  ini  digunakan  untuk  mengukur  defleksi yang terjadi pada saat proses pembubutan. Mistar sorong  digunakan  untuk  mengukur  diameter benda  kerja  yang  akan  dibubut.  Adapun  bahan penelitian  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  baja  karbon  rendah  dengan  diameter  40 mm.
150 mm 4 0 m m

## Gambar 3. Benda kerja

## Prosedur Penelitian
Adapun tahapan pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Benda kerja dipasang pada spindel mesin bubut dan mencekam dengan baik;
2. Benda kerja diatur pada posisi center ;
3. Memasang  dan  mengatur  posisi  pahat  pada posisi center dengan  pahat  bubut  mendekati center pada kepala lepas;
Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah

## Fahri Ari Saputra, Samhuddin, Aminur

## Pemasangan dan Penyetelan Dial Indikator
Dial indikator dipasang diatas pahat yang telah terpasang pada tool post . Kemudian dial indikator diatur  sedemikian  rupa  sehingga  ujung  dial indikator  benar-benar  menyentuh  pahat  dan usahakan  sedekat  mungkin  dengan  mata  pahat. Untuk menentukan titik referensi nol maka ketika ujung dial indikator menyentuh pahat bubut maka outer  ring diputar  pada  posisi  angka  nol  dengan cara memutar berlawanan arah jarum jam.

## Proses Pembubutan Benda Kerja
Setelah  benda  kerja  dan  dial  indikator dipasang  serta set  up maka  proses  pengaturan kecepatan  putar  pada  spindel  ditentukan  dengan cara:
1. Posisi  tuas  spindel  diatur  pada  angka  95  rpm, pengaturan  tuas  kecepatan  berdasarkan variabel  penelitian  untuk  masing-masing percobaan.  Untuk  penelitian  ini  digunakan variasi putaran 95, 130, dan 180 rpm.
2. Setelah tuas diatur pada kecepatan tertentu (95 rpm)  maka  penyetelan  pahat  bubut  dilakukan pada posisi nol.
3. Proses  pembubutan  dilakukan  pada  gerak pemakanan otomatis dengan tebal penyatan 1 mm dalam sekali proses.
3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Putaran Spindel 95 rpm
Dari  penelitian  yang  telah  dilaksanakan didapatkan data-data bahan sebagai berikut: Kedalaman pemakanan (a) = 1 mm
a = d o − d m 2 = 40 mm − 38 mm 2 = 1 Kecepatan pemakanan (f) = 0,04 mm/menit Defleksi = 0,014 mm Diameter bahan (D) = 40 mm (0,04 m) Putaran spindel (n) = 95 rpm
Untuk  menentukan  besar  nilai Unit  Horse  Power maka  dilakukan  perhitungan-perhitungan  dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: 1. Perhitungan kecepatan potong
v = π × d × n
1000
Dimana:
π = konstanta dengan nilai 3,14
d =  diameter  benda  kerja  dari  bahan  baja karbon rendah (40 mm/0,04 inch) n =  putaran  spindel  mesin  bubut  pada  saat proses pemakanan (95 rpm)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas maka dapat ditentukan kecepatan potong:
v = 3,14 × 0,04 mm × 95 rpm 1000 = 11,932 mm/menit
2. Perhitungan  v olume  of  metal  removed  per minute (material yang terbuang) cu = a × f × v × 12 Dimana: a  =  kedalaman  pemakanan  pada  proses pembubutan setiap sekali proses (1 mm) f  =  pemakanan  pahat  bubut  setiap  proses (0,04 mm/menit v  = kecepatan potong (11,932 mm/menit) 12 = konstanta
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan volume  of  metal removed per minute (material yang terbuang)
Cu = 1 mm × 0,04 mm menit × 11,932 mm menit × 12
= 5,727 mm menit
3. Mencari kecepatan pemakanan (F) adalah:
F = f × n
Dimana:
f  = kecepatan pemakanan pahat bubut setiap proses (0,04 mm/menit n =  putaran  spindel  mesin  bubut  pada  saat proses pemakanan (95 rpm)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan  kecepatan pemakanan F = 0,04 mm putaran × 95 Putaran menit =  3,8 mm
menit 4. Menghitung horse power HP = F  × v
33000
Dimana: v  = kecepatan potong (11,932 mm/menit) F  = kecepatan pemakanan (3,8 mm/menit) Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas maka dapat ditentukan horse power mesin bubut setiap proses sekali pembubutan.
HP = 3,8 mm menit × 11,932 mm menit 33000 = 1,496 5. Menghitung unit horse power
UHP = HP C×cu , dimana C = 1,5 mm/menit Dimana: HP  = horse power (1,496)
C =  konstanta  yang  telah  ditentukan  (1,5 mm/menit untuk pahat carbide ) Cu  = volume  of  metal  removed  per  minute (5,727 mm/menit)
13 8 Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan  unit horse  power mesin bubut setiap proses sekali pembubutan.
UHP = 1,496
1,5 mm menit × 5,727 mm menit = 0,174

## 3.2. Putaran Spindel 130 rpm
Dari penelitian yang dilaksanakan didapatkan data-data bahan sebagai berikut:
Kedalaman pemakanan (a) = 1 mm Kecepatan pemakanan (f) = 0,04 mm/menit Defleksi = 0,014 mm Diameter bahan (D) = 40 mm (0,04 m) Putaran spindel (n) = 130 rpm
Untuk  menentukan  besar  nilai Unit  Horse  Power maka  dilakukan  perhitungan-perhitungan  dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
1. Perhitungan kecepatan potong
v = π × d × n
1000
Dimana:
π = konstanta dengan nilai 3,14
d =  diameter  benda  kerja  dari  bahan  baja karbon rendah (40 mm/0,04 inch)
n =  putaran  spindel  mesin  bubut  pada  saat proses pemakanan (130 rpm)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas maka dapat ditentukan kecepatan potong:
v = 3,14 × 0,04 mm × 130 rpm
1000
= 16,328 mm/menit
2. Perhitungan  v olume  of  metal  removed  per minute cu = a × f × v × 12 Dimana: a  =  kedalaman  pemakanan  pada  proses pembubutan setiap sekali proses (1 mm) f  = kecepatan pemakanan pahat bubut setiap proses (0,04 mm/menit v  = kecepatan potong (16,328 mm/menit) Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan volume  of  metal removed per minute
a = 1 mm × 0,04 mm menit × 16,328 mm menit × 12 = 7.837 mm menit
3. Mencari kecepatan pemakanan (F) adalah:
F = f × n
Dimana:
f  = kecepatan pemakanan pahat bubut setiap proses (0,04 mm/menit
n  =  putaran  spindel  mesin  bubut  pada  saat proses pemakanan (130 rpm)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan  kecepatan pemakanan
F = 0,04 mm putaran × 130 Putaran menit
=  5,2 mm menit 4. Menghitung horse power HP = F  × v
33000
Dimana: v  = kecepatan potong (16.328 mm/menit) F  = kecepatan pemakanan (5,2 mm/menit) Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas maka dapat ditentukan horse power mesin bubut setiap proses sekali pembubutan.
HP = 5,2 mm menit × 16,328 mm menit 33000
= 0,00257 5. Menghitung unit horse power
UHP = HP C×cu , dimana C = 1,5 mm/menit Dimana:
HP  = horse power (0,00257) C =  konstanta  yang  telah  ditentukan  (1,5 mm/menit untuk pahat carbide ) Cu  = volume  of  metal  removed  per  minute (7,837mm/menit)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan unit  horse  power mesin bubut setiap proses sekali pembubutan.
UHP = 0,00257 1,5 mm menit × 5,727 mm menit = 0,00022

## 3.3. Putaran Spindel 180 rpm
Dari penelitian yang dilaksanakan didapatkan data-data bahan sebagai berikut: Kedalaman pemakanan (a) = 1 mm Kecepatan pemakanan (f) = 0,04 mm/menit Defleksi = 0,014 mm Diameter bahan (D) = 40 mm (0,04 m) Putaran spindel (n) = 180 rpm
Untuk  menentukan  besar  nilai Unit  Horse Power maka  dilakukan  perhitungan-perhitungan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
1. Perhitungan kecepatan potong
v = π × d × n
1000
Dimana: π = konstanta dengan nilai 3,14
Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon
Fahri Ari Saputra, Samhuddin, Aminur
d =  diameter  benda  kerja  dari  bahan  baja karbon rendah (40 mm/0,04 inch ) n =  putaran  spindel  mesin  bubut  pada  saat proses pemakanan (180 rpm)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas maka dapat ditentukan kecepatan potong:
v = 3,14 × 0,04 mm × 180 rpm
1000
= 22,608 mm/menit
2. Perhitungan  v olume  of  metal  removed  per minute cu = a × f × v × 12 Dimana: a  =  kedalaman  pemakanan  pada  proses pembubutan setiap sekali proses (1 mm) f  = kecepatan pemakanan pahat bubut setiap proses (0,04 mm/menit v  = kecepatan potong (22,608 mm/menit) Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan volume  of  metal removed per minute
a = 1 mm × 0,04 mm menit × 22,608 mm menit × 12
= 10,852 mm menit
3. Mencari kecepatan pemakanan (F) adalah: F = f × n
Dimana:
f  = kecepatan pemakanan pahat bubut setiap proses (0,04 mm/menit n  =  putaran  spindel  mesin  bubut  pada  saat proses pemakanan (180 rpm)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan di  atas  maka  dapat  ditentukan  kecepatan pemakanan
F = 0,04 mm putaran × 180 Putaran menit
=  7,2 mm
menit 4. Menghitung horse power
HP = F  × v
33000
Dimana:
v  = kecepatan potong (22.608 mm/menit) F  = kecepatan pemakanan (7,2 mm/menit)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan di  atas  maka  dapat  ditentukan horse  power mesin bubut setiap proses sekali pembubutan.
HP = 5,2 mm menit × 22,608 mm
menit 33000 = 0,00493
5. Menghitung unit horse power
UHP = HP C×cu , dimana C = 1,5 mm/menit Dimana: HP  = horse power (0,00493)
C =  konstanta  yang  telah  ditentukan  (1,5 mm/menit untuk pahat carbide ) Cu  = volume  of  metal  removed  per  minute (10,852 mm/menit)
Sehingga  dengan  menggunakan  persamaan  di atas  maka  dapat  ditentukan  unit horse  power mesin bubut setiap proses sekali pembubutan.
UHP = 0,00493
1,5 mm menit × 10,852 mm menit = 0,00030
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan maka diperoleh data-data sebagai berikut:
Tabel 1. Data hasil putaran terhadap UHP Putaran Kecepatan Potong Volume of Metal Removed per Minute Kecepatan Pemakanan n (rpm) v (mm) cu (mm/menit) F (mm) 95 11.932 5.727 3.8 130 16.328 7.837 5.2 180 22.608 10.852 7.2
Berdasarkan  tabel  1,  diperoleh  data-data putaran  terhadap  kecepatan  potong, volume  of metal removed per minute, kecepatan pemakanan, daya  dan unit  horse  power, dimana  diperoleh setiap  putaran  kecepatan  putaran  spindel  mesin mesin  bubut  sebesar  95  rpm  menghasilkan kecepatan  pemotongan  11,932  mm, volume  of metal removed per minute (cu) = 5,727 mm/menit, kecepatan  pemakanan  =  3,8  mm,  daya  =  0,00137 dan  unit  horse  power  0  0,00016.  Kecepatan putaran  spindel  mesin  mesin  bubut  sebesar  130 rpm menghasilkan kecepatan pemotongan 16,328 mm, volume  of  metal  removed  per  minute (cu)  = 7,837 mm/menit, kecepatan pemakanan = 5,2 mm, daya  =  0,00257  dan  unit  horse  power  0  0,00022. Kecepatan  putaran  spindel  mesin  mesin  bubut sebesar  180  rpm  menghasilkan  kecepatan pemotongan 22,608 mm, volume of metal removed per  minute (cu)  =  10,852  mm/menit,  kecepatan pemakanan  =  7,2  mm,  daya  =  0,00493  dan  unit horse power 0 0,00030.

## 3.4. Pembahasan
Berdasarkan  input  data  pembubutan  dan perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkanlah  data-data  hasil  seperti  yang disajikan dalam grafik di bawah ini.
14 0 Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
Gambar 4. Grafik perhitungan kecepatan potong terhadap putaran spindel
Berdasarkan  di  atas,  menunjukkan  bahwa semakin tinggi putaran spindel mesin bubut maka kecepatan  pemotongan  pahat  bubut  semakin tinggi,  dimana  kecepatan  potong  pahat  bubut terendah berada pada nilai 11,932 mm/menit dan kecepatan  potong  pahat  bubut  tertinggi  sebesar 22,60 mm/menit.
Gambar 5. Grafik perhitungan volume of metal removed per minute (cu) terhadap putaran spindel
Dari  grafik  5,  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi putaran spindel mesin bubut maka volume of metal  removed  per  minute (cu)  semakin  tinggi, dimana volume  of  metal  removed  per  minute terendah dengan nilai 5,727 mm/menit dan volume of metal removed per minute 10,852 mm/menit.
Gambar 6. Grafik perhitungan kecepatan pemakanan pahat terhadap putaran spindel
Berdasarkan  grafik  6,  menunjukkan  bahwa semakin tinggi putaran spindel mesin bubut maka kecepatan pemakanan pahat bubut semakin tinggi, dimana  kecepatan  pemakanan  pahat  bubut terendah  berada  pada  nilai  3,8  mm/menit  dan kecepatan  pemakanan  pahat  bubut  tertinggi sebesar 7,2 mm/menit.
Gambar 7. Grafik perhitungan horse power terhadap putaran spindel
Menurut  grafik  7,  menunjukkan  bahwa semakin tinggi putaran spindel mesin bubut maka horse  power semakin  tinggi,  dimana horse  power terendah  berada  pada  nilai  0,00132  dan horse power tertinggi sebesar 0,00493.
Gambar 8. Grafik perhitungan unit horse power terhadap putaran spindel
Berdasarkan  grafik  8,  di  atas  menunjukkan bahwa semakin tinggi putaran spindel mesin bubut maka unit horse power semakin tinggi, dimana unit horse  power terendah  berada  pada  nilai  0,00016 dan unit horse power tertinggi sebesar 0,00030.

## 4. Kesimpulan
Adapun  kesimpulan  setelah  melaksanakan penelitian bahwa kecepatan putaran spindel mesin bubut  berpengaruh  terhadap  semakin  tinggi putaran  spindel  mesin  bubut  maka  unit  horse power  yang  didapatkan  semakin  besar,  dimana unit horse power tertinggi terjadi pada putaran 180 rpm  dengan  nilai  UHP  sebesar  0,00030  dan  unit horse power terendah terdapat pada putaran 130
11.932 16.328 22.608 0 5 10 15 20 25 95 130 180 K e ce p at an Po to n g (m m /m e n it ) Putara Spindel (rpm) 5.727 7.837 10.852 0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 95 130 180 C u ( m m /m e n it ) Putara Spindel (rpm) 3.8 5.2 7.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 95 130 180 K e ce p at an Pe m ak an an
(m m /m e n it ) Putara Spindel (rpm)
0.00137 0.00257 0.00493 0.00000 0.00100 0.00200 0.00300 0.00400 0.00500 0.00600 95 130 180 H o rs e P ow e r Putara Spindel (rpm) 0.00016 0.00022 0.00030 0.00000 0.00005 0.00010 0.00015 0.00020 0.00025 0.00030 0.00035 95 130 180 U n it H o rs e Po w er Putara Spindel (rpm)
Studi Kecepatan Spindel Mesin Bubut Terhadap Nilai Unit Horse Power (UHP) Pada Proses Pembubutan Baja Karbon Rendah
Fahri Ari Saputra, Samhuddin, Aminur
dengan  nilai  UHP  0,00016.  Putaran  yang  tinggi menyebabkan  gaya  yang  besar  pula  sehingga getaran pahat bubut semakin besar.

## Daftar Pustaka
[1] I. Lesmono, "Pengaruh Jenis Pahat, Kecepatan Spindel, Dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran dan Kekerasan  Permukaan  Baja  ST.  42  Pada
Proses Bubut Konvensional," JTM, vol. 1, no.
3, pp. 48-55, 2013.
[2]   W.  B.  S.  Wijanarka,  S.  and  P.  ,  Teknik Permesinan,  B.  santoso,  Ed.,  Jakarta: Direktorat  Jenderal  Manajemen  Pendidikan Dasar dan Menengah, 2008.
[3]   Junaidi,  "Analisa  Perhitungan  Gaya  Potong Pada Proses pembubutan Terhadap Material Dengan Pahat Carbide Menggunakan
Karakteristik,"  in SEMNASTEK  UISU ,  Medan, 2019.
[4]   A. Suhendi, Y. and M. , "Pengaruh Kecepatan Spindle, Kedalaman  Penyayatan, dan  Variasi Campuran  Cairan  Pendingin  Terhadap Keausan  Pahat  Insert  Karbida  pada  Proses Pembubutan," Jurnal  Teknik  Mesin  dan Pembelajaran, vol.  2,  no.  2,  pp.  134-140, Desember 2019.
[5]   M.  "Pengukuran  Gaya  Potong  Pahat  Pada Mesin Bubut," Universitas Yudharta, Pasuruan, 2011.
[6]   N. and A. Arifin, "Handout Permesinan Bubut. Teknik  Mesin:,"  Teknik  Mesin  Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta, 2015.
[7]   R.  Taufiq,  Teori  dan  Teknologi  Proses Permesinan,  Jakarta:  Higher  Education Development Support Project, 1993.
[8]   W.  D.  Callister,  Material  Science  & Engineering – An  Introduction,  New  York:
John Wiley & Sons, 2007.