## ANALISIS PERBANDINGAN KECEPATAN DAN HASIL PEMOTONGAN BAJA LUNAK JENIS ST-37 DENGAN MENGGUNAKAN PISAU PAHAT HSS DAN CARIBIDA
Frando P. O. Tarage 1 , Vina N. Van Harling 2

## A BSTRACT
Penelitian ini bertujuan untuk  menganalisis  perbandingan kecepatan  dan hasil  pemotongan baja lunak jenis ST-37 dengan menggunakan pisau pahat jenis High Speed Steel (HSS) ø: 16 mm  dan  Pisau  Pahat jenis  Caribida, ø:  16  mm.  Penelitian  dilakukan di  Balai  Latihan  Kerja (BLK)  Sorong.  Berdasarkan  data  penelitian  diperoleh  hasil:  kecepatan  maksimum  dan minimum untuk masing – masing pisau pahat dengan kedalaman pemakanan 0,5mm, 1mm. dan 1,5mm berbeda  - beda, dengan hasil  pemotongan  pisau  pahat  jenis  High  Speed Steel  (HSS) baja yang dipotong menjadi lebih baik (halus), sebaliknya dengan pisau frais jenis Caribida dapat membuat hasil akhir dari pemotongan baja tersebut menjadi kasar atau tampak seperti semula (normal).
Keywords : baja lunak, mesin frais, HSS, Caribida

## 1. PENDAHULUAN
Untuk  menghasilkan  tenaga  kerja  yang professional  maka  calon  tenaga  kerja  harus memiliki kemampuan yang lebih mengenai proses produksi  dan  penggunaan  mesin  –  mesin  dalam industri  permesinan.  Salah  satu  wadah  yang mampu  untuk  meningkatkan  kemampuan  serta ketrampilan  para  pencari  kerja  adalah  Balai Latihan Kerja (BLK). Balai Latihan Kerja (BLK) lebih  dikenal  oleh  masyarakat  sebagai  tempat pelatihan  untuk  mendapatkan  ketrampilan  atau keahlian seseorang sesuai dengan bidang kemampuannya,  serta  tersedianya  tenaga  kerja yang kompeten dan mampu berkompetisi.
Balai  Latihan  Kerja  Sorong  memiliki  13 (tiga belas) kejuruan dan 39 (tiga puluh sembilan) sub kejuruan yang mana di dalamnya terdapat sub kejuruan  mesin  produksi.  (BLKI.  2019)  dari  sub kejuruan  ini  terdapat  salah  satu  skema  pelatihan pengoperasian  mesin  frais.  Mesin  Frais  ( milling machine ) merupakan mesin yang digunakan untuk mengendalikan secara mekanik arah dan gerakan potong  dari  perkakas  mata  potong  jamak  yang berputar daur putaran.
Mesin  Frais  ( Milling  Machine )  ditemukan oleh  Eli  Whitney  sekitar  tahun  1818.  Mesin Milling  ini  melakukan  operasi  produksi  suku cadang  duplikat  yang  pertama  dengan.  Mesin  ini membuat  penyelesaian  yang  lebih  baik  sampai pada  batas  ketelitian  dengan  jauh  lebih  baik  dari pada pemotong berat dapat diambil tanpa banyak merugikan pada penyelesaian atau ketepatannya.
Mesin frais yang digunakan di BLK Sorong biasanya digunakan untuk proses pembuatan baut, pembuatan  persegi,  pemotongan  baja  menjadi lebih tipis. Pada proses pemotongan baja material baja  yang  digunakan  memiliki  tekstur  atau ketebalan  yang  berbeda-beda,  sehingga  pada proses pemotongan harus menggunakan kecepatan  yang  sesuai  agar  baja  yang  dipotong tidak mengalami kerusakan.
Penelitian  sebelumnya  tentang  analisis pemotongan  dilakukan  oleh  Hari  Yanuar  dan Akhmad  Syarief  Hari  and  Syarief  pada  tahun 2015  tentang  “Pengaruh  Variasi  Kecepatan Potong  dan  Kedalaman  Pemakanan  Terhadap Kekasaran  Permukaan  Dengan  Berbagai  Media Pendingin  Pada  Proses  Frais  Konvensional” dalam  penelitian  tersebut  bahan  yang  diuji adalah  ST-42  dengan  media  pendingin  yang
1 Politeknik Saint Paul Sorong, Jl. R. A. Kartini No. 1 Kampung Baru, Sorong Indonesia
2 Politeknik Saint Paul Sorong, Jl. R. A. Kartini No. 1 Kampung Baru, Sorong Indonesia vina.nathalia@poltekstpaul.ac.id
berbeda yaitu oli campur air 1:1 dan collant yang difrais  menggunakan  pahat  carbide,  kemudian dilakukan  proses  frais  dengan  memvariasikan kecepatan potong 28,13 m/min, 41,1 m/min, dan 53,41 m/min, dan tebal pemakanan 0,1 mm, 0,3 mm, dan 0,5 mm. Dari hasil penelitian ini maka kehalusan  permukaan  benda  uji  yang  telah difrais untuk semua bahan yang digunakan pada pengujian  dengan  menggunakan  cutter  carbide termasuk kedalam kategori nilai kekasaran yang ada  pada  standard  yaitu  N6  sampai  dengan  N9 yang mempunyai nilai 0,8 μm sampai dengan 6,3 μm. [7]
Penelitian lain juga pernah dilakukan oleh Raul,  Widiyanti,  Poppy  pada  tahun  20176, tentang Pengaruh Variasi Kecepatan Potong Dan Kedalaman Potong Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan Benda Kerja ST 41,  bahwasanya  kecepatan  potong  berpengaruh terhadap  hasil  kualitas  permukaan  benda  kerja. Ada  perbedaan  tingkat  kekasaran  permukaan hasil pembubutan pada variasi kecepatan potong. Semakin tinggi kecepatan potong yang digunakan  maka  hasil  kualitas  semakin  baik. Kecepatan  potong  yang  tinggi  mengakibat-kan menurunnya  gaya  potong  dan  luas  penampang bidang geser. [8]
Berdasarkan hal inilah maka peneliti akan dalam  penelitian  ini  akan  melakukan  analisis kecepatan  dan  hasil  pemotongan  mesin  frais ( milling  machine )  milik  BLK,  sedikit  berbeda dari  penelitian  –  penelitian  sebelumnya  dalam penelitian  ini  akan  menggunakan  jenis  baja lunak ST-37 dengan menggunakan 2 jenis mata pisau pahat jenis High Speed Steel (HSS ) ø: 16 mm dan Pisau Pahat jenis Caribida, ø: 16 mm.

## 2. KAJIAN LITERATUR / METODOLOGI
/PERANCANGAN
2.1. Mesin Frais
Mesin  frais  adalah  mesin  perkakas  yang digunakan untuk memotong berbagai jenis bentuk benda  kerja  dengan  gerak  utama  putar  dengan bantuan  Cutter.  Hampir  semua  bentuk  pekerjaan dapat  dilakukan  pada  mesin  frais,  kecuali membuat ulir. [1]
Proses  pemesinan  frais  ( milling )  adalah proses penyayatan benda kerja menggunakan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Proses  penyayatan  dengan  gigi  potong  yang banyak yang mengitari pisau ini bisa menghasilkan  proses  pemesinan  lebih  cepat. Permukaan yang disayat biasanya berbentuk datar, menyudut,  atau  melengkung.  Permukaan  benda kerja bisa juga berbentuk kombinasi dari beberapa bentuk.  Mesin  yang  digunakan  untuk  memegang benda  kerja,  memutar  pisau,  dan  penyayatannya disebut mesin frais ( milling machine ). [7]
Proses  frais  dapat  diklasifikasikan  dalam tiga jenis. Klasifikasi ini berdasarkan jenis pahat, arah penyayatan dan posisi relatif pahat terhadap benda kerja. [2]
Gambar 1. Klasifikasi Mesin Frais : a. Frais Periperal (slab milling ) b. Frais Muka (Face Milling) c. Frais Jari (End Milling)
Mesin frais terdiri dari mesin frais tiang dan lutut  ( column  and  knee ),  mesin  frais  hobbing ( hobbing machines ), mesin frais pengulir ( thread machines ), mesin pengalur ( spline machines ) dan mesin  pembuat  pasak  ( key  milling  machines ). Untuk  produksi  masal  biasanya  dipergunakan jenis  mesin  frais  banyak  sumbu  ( multi  spindles planer  type )  dan  meja  yang  bekerja  secara berputar terus-menerus ( continuous action-rotary table )  serja  jenis  mesin  frais  drum  ( drum  type milling machines ). (Efendi. 2019)

## 2.2. Baja Lunak
Baja  ialah  sebuah  paduan  dari  besi  karbon dan  unsur-unsur  lain.  Baja  merupakan  paduan yang  terdiri  dari  besi,  karbon  dan  unsur  lainnya. Baja dapat dibentuk melalui pengecoran, penempaan.  Baja  merupakan  logam  yang  paling banyak digunakan dalam dunia teknik. Klasifikasi mengikuti  standart  SAP  ( Society  of  Automotive
engineers )  dan  ASISi  ( America  Iron  and  Steel institute ). [6]
Baja Karbon adalah paduan antara besi dan karbon dengan sedikit Si, Mn, P, S dan Cu. Sifat baja karbon sangat tergantung pada kadar karbon, karena  itu  baja  ini  dikelompokkan  berdasarkan kadar  karbonnya.  Baja  karbon  rendah  adalah dengan  kadar  karbon  kurang  dari  0,30  %,  baja karbon  sedang  mengandung  0,30  %  sampai  0,45 %  karbon  dan  baja  karbon  tinggi  berisi  karbon antara  0,45  %  sampai  1,70  %. Bila  kadar  karbon naik, kekuatan dan kekerasannya juga bertambah tinggi tetapi perpanjangannya menurun. [6]
Baja  lunak  adalah  bentuk  baja  yang harganya relative murah yang memberikan sifat – sifat  dapat  diterima  untuk  banyak  permintaan. Baja lunak memiliki kandungan karbon kira – kira 0,16  –  0,29%  karbon.  Baja  lunak  memiliki kekuatan  Tarik  relative  rendah,  dan  kekerasan permukaan dapat dinaikkan dengan carburizing . [3]
Densitas baja lunak adalah 7,861.093 kg/m 3
(0.284  lb/in 3 ),  kekuatan  Tarik  maksimum  500 MPa (73,000 psi) dan modulus Young’s 210,000 MPa  (30,000,000  psi).  Baja  karbon  lunak digunakan dalam panel bodi mobil, tin plate, dan produk kawat. [3]

## 2.3. Pisau Frais
Dalam  proses  pemotongan  pahat  frais merupakan perkakas terpenting  dari  mesin  frais yang  fungsinya  untuk  menyayat  benda  kerja sehingga  menjadi  produk  dengan  bentuk  dan ukuran  serta  mutu  permukaan  sesuai  yang direncanakan.  Dalam  proses  pemotongan,  pahat potong  bergerak  relatif  terhadap  benda  kerja  dan membuang  sebagian  dari  material  benda  kerja yang  lazim  disebut  tatal,  sedangkan  bagian  dari pahat potong yang makan kedalam material benda kerja  disebut  elemen  pemotongan  ( cutting elemen ). [7]
Pisau pahat frais umumnya terbuat dari baja berkecepatan  tinggi  dan  bentuk  pisau  ini  bulat Panjang  dan  disekelilingnya  bergerigi.  Pisau  ini mempunyai bermacam – macam bentuk disesuaikan  dengan  kebutuhan  sehingga  nama
pahatpun disesuaikan dengan bentuk dan kegunaannya [1] .
Pada mulanya yang dimaksud dengan HSS adalah setiap baja campuran tinggi dari Wolfram (W)  dan  Chromium  (Cr),  kemudian  baja  -  baja campuran krom (Cr) dan Molybdenum (Mo) juga disebut  sebagai  HSS.  Pahat  High  Speed  Steels (HSS)  terbuat  melalui  proses  penuangan  unsur- unsur paduan diatas kemudian diikuti pengerolan ataupun  penempaan,  baja  ini  dibentuk  menjadi batang  atau  silinder. [6] Pisau  pahat High  Speed Steel ( HSS )  adalah  bagian  pahat  baja,  biasanya digunakan untuk alat bit dan pahat potong. [4] .
Sementara pahat caribida adalah pahat yang terdiri  atas  material  bahan  yang  terbuat  dari keramik  dan  metal  dengan  penyusun  utamanya adalah tungsten karbid (WC) dan Kobalt (Co). [4]

## 2.4. Kecepatan Potong
Kecepatan potong untuk proses frais dapat didefinisikan  sebagai  kerja  rata-rata  pada  sebuah titik  lingkaran  pada  pahat  potong  dalam  satu menit. [5]
Kecepatan potong ( Cs ) adalah kemampuan alat  potong  menyayat  bahan  dengan  aman menghasilkan  tatal  dalam  satuan  panjang/waktu (meter/menit  atau  feet/menit).  Pada  gerak  putar seperti  pada  mesin  frais  Kecepatan  potongnya ( Cs ) adalah keliling lingkaran benda kerja ( phi.d ) dikalikan dengan putaran ( n ) atau [1] : = . . (1)
Keterangan:
Cs = Kecepatan potong (meter/menit) D   = Diameter Pemotong (mm)
N   = Putaran mesin/benda kerja (Rpm)
Pada  prinsipnya  kecepatan  pemotongan suatu  material  tidak  dapat  dihitung  secara matematis.  Karena  setiap  material  memiliki kecepatan  potong  sendiri-sendiri  berdasarkan karakteristiknya dan harga kecepatan potong dari tiap  material  ini  dapat  dilihat  didalam  tabel  yang terdapat didalam buku atau referensi.

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1 Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Balai Latihan Kerja (BLK)  Sorong,  jalan  Basuki  Rahmat  Km  9,5 Klasuur Sorong.

## 3.2 Alat dan Bahan
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah:
1. Alat
 1 buah alat ukur Tacho meter
 1 unit Mesin Frais (milling machine)
2. Bahan
 Baja Lunak jenis ST-37
 Pisau Frais jenis High Speed Steel dengan ø : 16 mm dan Caribida ø : 16 mm

## 3.3 Proses Pengambilan Data
Dalam  melakukan  pengambilan  data,  ada beberapa persiapan yang harus dilakukan yaitu:
1. Mempersiapkan  benda  kerja  untuk  memulai analisis (baja jenis ST-37)
2. Menjalankan/ menghidupkan mesin.
3. Mengatur  posoisi/dudukan  benda  kerja  pada meja kerja mesin.
4. Melakukan  proses  pemotongan  pada  benda kerja.
5. Mengukur kecepatan potong (maksimum dan minimum) benda kerja.
6. Pengukuran  kecepatan  potong  di  lakukan secara  berulang-ulang  agar  mendapatkan hasil yang benar-benar baik.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Kecepatan  Pemotongan  Mesin  Frais  dengan Pisau Frais Jenis High Speed Steel (HSS)
Data yang diperoleh dari hasil pemotongan mesin frais pada baja lunak dengan menggunakan material Pisau Pahat Frais jenis High Speed Steel (HSS) ditampilkan  dalam  tabel  1.  Proses pengujian  ini  dilakukan  untuk  masing  –  masing kedalaman pemotongan dengan 3 kali pengulangan  untuk  mendapatkan  kecepatan potong  minimum  dan  maksimum.  Hasil  yang
diambil  adalah  rata-rata  kecepatan  dari  3  kali pengulangan.
Tabel 1. Hasil Pengujian Data Pemotongan Baja Lunak Jenis ST-37 dengan Pisau Pahat Frais jenis High Speed Steel (HSS)
Ket: Sumbu, X = Pemakanan ke samping Sumbu, Y = pemakanan ke depan Sumbu, Z = kedalaman pemotongan
Berdasarkan  data  di  atas  maka  dengan menggunakan  persamaan  (1)  diperoleh  hasil perhitungan  kecepatan  potong  maksimum  dan minimum  dari  mesin  frais  dengan  pisau  pahat jenis  High  Speed  Steel  (HSS)  seperti  yang ditampilkan dalam tabel 2.
Tabel  2. Perhitungan  Kecepatan  Pemotongan Minimum  dan  Maksimum  dengan  Pisau  Pahat Frais jenis High Speed Steel (HSS)

## Kecepatan  Pemotongan  Mesin  Frais  dengan Pisau Frais Jenis Caribida
Data  pemotongan  yang  diperoleh  dengan menggunakan  Pisau  Frais  jenis Caribida. Proses pengujian  dilakukan  untuk  masing  –  masing kedalaman pemotongan dengan 3 kali pengulangan  untuk  mendapatkan  kecepatan potong  minimum  dan  maksimum.  Hasil  yang diambil  adalah  rata-rata  kecepatan  dari  3  kali pengulangan. Hasil ini ditampilkan dalam tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian Data Pemotongan Baja Lunak Jenis ST-37 dengan Pisau Pahat Frais jenis Caribida
Ket: Sumbu, X = Pemakanan ke samping Sumbu, Y = pemakanan ke depan Sumbu, Z = kedalaman pemotongan
Hasil pengujian di atas kemudian dimasukkan  ke  dalam  persamaan  (1)  untuk memperoleh  data  perhitungan  kecepatan  potong maksimum dan minimum dari data mesin frais di atas.  Data  hasil  perhitungan  di  tampilkan  dalam tabel 4.
Tabel  4. Perhitungan  Kecepatan  Pemotongan Minimum  dan  Maksimum  dengan  Pisau  Pahat Frais jenis Caribida

## 4.2 Pembahasan
Persamaan yang ada di dalam penelitian ini adalah  ukuran  diameter  pisau  pahat  HSS  dan Caribida.  Dimana  kedua  jenis  mata  pisau  yang digunakan mempunyai diameter yang sama 16mm, serta  ukuran  kedalaman  pemotongan  masing  – masing  pisau.  Masing  –  masing  pisau  pahat  ini akan  memotong  baja  lunak  jenis  ST-37  dengan kedalaman pemotongan 0,5mm, 1mm, dan 1,5mm.
Kedalaman  pemotongan  baja  yang  sama dengan  menggunakan  pisau  pahat  yang  berbeda pasti  menghasilkan  kecepatan  pemotongan  yang berbeda.
Berdasarkan  data  yang  diperoleh  untuk untuk  kedalaman  pemakanan  0,5mm  kecepatan minimum  pisau  pahat  HSS  dengan  Caribida berturut  –  turut  adalah  1190  rpm  dan  1200  rpm, sementara  untuk  kecepatan  maksimum  untuk kedalaman  pemotongan  yang  sama  adalah  1200 rpm  untuk  pisau  pahat  HSS  dan  1500  rpm  untuk
pisau pahat caribida. Sementara untuk kedalaman pemakanan  1mm  pada  pemotongan  baja  lunak jenis  ST-37  untuk  kecepatan  maksimum  pisau pahat HSS adalah 700 rpm sementara pisau pahat caribida  10000  rpm.  Kecepatan  pemotongan minimum  untuk  kedalaman  1,5  mm  pada pemotongan  baja  lunak  jenis  ST-37  dengan menggunakan  pisau  pahat  HSS  dan  Caribida berturut  –  turut  adalah  300  rpm  dan  800  rpm, sementara untuk kecepatan pemotongan maksimum  untuk  pisau  pahat  HSS  sebesar  400 rpm  dan  kecepatan  potong  pisau  pahat  jenis Caribida sebesar 1100 rpm.
Berdasarkan  data  terlihat  bahwa  faktor kecepatan  potong  dan  tebal  pemakanan  ikut menentukan  kecepatan  pisau  pahat  HSS  dan Caribida. Selain itu berdasarkan data, pisau pahat Caribida  jauh  lebih  cepat  bila  dibandingkan dengan  pisau  pahat  jenis  HSS.  Hasil  ini  sejalan dengan  hasil  penelitian  yang  dilakukan  oleh Yanuar, dkk [7] dalam penelitian tentang Pengaruh Variasi  Kecepatan  Potong  dan  kedalaman
Terhadap Kekasaran Permukaan dengan
Berbagai  Media  Pendingin  Pada  Proses  Frais Konvensional. Dimana  diperoleh  hasil  ada pengaruh  kecepatan  potong  terhadap  nilai kekasaran  permukaan  pada  media  pendingin  oli SAE  40  campur  air  1:1  dan  media  pendingin coolant, dimana semakin tinggi kecepatan potong yang  digunakan  maka  nilai  kekasaran  akan semakin kecil atau semakin halus.

## 5. KESIMPULAN
Dari  hasil  analisis  mengenai  perbandingan kecepatan dan hasil pemotongan baja lunak jenis ST-37  dengan  mengggunakan  pisau  pahat  HSS dan Caribida adalah sebagai berikut:
1. Kecepatan yang dihasilkan dari pemotongan baja lunak ST-37 dengan menggunakan pisau pahat Caribida jauh lebih cepat dibandingkan pisau pahat HSS untuk kedalaman pemotongan yang sama.
2. Pisau  pahat  jenis  High  Speed  Steel  (HSS) dapat membuat hasil akhir pemotongan baja tersebut menjadi lebih baik (halus), sebaliknya dengan pisau frais jenis Caribida dapat  membuat  hasil  akhir  dari  pemotongan
baja  tersebut  menjadi  kasar  atau  tampak seperti semula (normal).

## DAFTAR PUSTAKA
[1]     Selamat Riadi, Selamat Triono dan Muslim. 2020. Teknologi Permesinan: Pembelajaran Terstruktur  &  Mandiri  Bagi  Mahasiswa.
Yayasan Kita Menulis.
[2]   Anonim 2 . 2019. ncahyoo.blogspot.com.
[3]   Sari, Nasmi Herlina. 2018. Material Teknik. Edisi 1, cetakan 1. Yogyakarta: Deepublish.
[4]   Pratama, A.R., 2018. Studi Suhu Pemotongan  pada  Pahat  Karbida  CVD
Berlapis  (Al 2 O 3 /TiCN)  pada  Pembubutan Keras Baja AISI 4340 Secara Eksperimental  dan  Numerikal.  Repository Institusi USU
[5]     Ansyori,  A.,  2015.  Pengaruh  Kecepatan Potong  dan  Makan  terhadap  Umur  Pahat pada Pemesinan Freis Paduan Magnesium. MECHANICAL, 6(1).
[6]     Mulyadi.  2009.  Analisa  Pengaruh  Putaran Spindle  dan  Kecepatan  Makan  Terhadap Kekasaran  Permukaan  Baja  SCM  4  Pada Proses Milling. Sidoarja: LPPM Universitas
Muhamadiyah Sidoarjo
[7]     Yanuar,  Hari.,  Syarief  Akhmad.,  Kusairi Ach.  2014.  Pengaruh  Variasi  Kecepatan
Potong dan kedalaman Terhadap Kekasaran
Permukaan dengan Berbagai Media
Pendingin Pada Proses Frais Konvensional. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Unlam Vol. 03.
No. 1 pp 27-33, 2014
[8] Raul,  R.,  Widiyanti,  W.  and  Puspitasari,
R.P.,  2017.  Pengaruh  variasi  kecepatan potong  dan  kedalaman  potong  pada  mesin bubut terhadap tingkat kekasaran permukaan  benda  kerja  ST  41. JURNAL TEKNIK MESIN , 24 (1).
[9]   VAN HARLING, V.I.N.A., 2018. Pengaruh Jumlah  Katalisator  pada  Hydrocarbon Crack  System  (Hcs)  dan  Jenis  Busi terhadap Daya Mesin Sepeda Motor Honda
Supra X 125. Jurnal Voering, 3(1), pp.5-18.
[10]  Van  Harling,  V.N.  and  Apasi,  H.,  2018.
PERANCANGAN POROS DAN
BEARING  PADA  MESIN  PERAJANG SINGKONG. SOSCIED, 1(2), pp.42-48.