## ANALISIS  PENGARUH VARIASI SUDUT POTONG PADA PROSES PEMBUBUTAN AKHIR  MATERIAL BAJA
Karmin 1) , Dalom 2)
1) 2) Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang-30139
Karmin12@gmail.com

## Abstrak
Pembubutan adalah salah satu proses permesinan yang digunakan untuk membentuk produk dengan mebuang bagian yang tidak diperlukan dengan cara menyayat dengan pahat yang runcing/tajam. Didalam kegiatan manufaktur proses pembubutan, terkadang dibutuhkan kriteria tertentu yang menyangkut kwalitas permukaan/kekasarn permukaan.
Untuk  memperoleh  kekasaran  tertentu  dapat  dilakukan  dengan  cara  merubah  posisi pahat  melalui  eretan  atas  pada  mesin  bubut  atau  mengubah  geometri  pahat  bubut.  Bila melakukan  perubahan  posisi  pahat  pada  eretan  atas  tentu  ini  akan  menyita  waktu  untuk menyeting posisi yang tepat sehingga akan mengurangi efektifitas kerja. Dengan menyiapkan geometri/ sudut potong pahat bubut yang tepat operator mesin bubut tidak perlu lagi mengatur posisi  pahat  bubut  melaui  eretan  atas  sehingga  operator  dapat  menggunakan  waktu  yang efektif untuk bekerja.
Material  yang  dapat  dibubut  sangat  bervariasi  jenisnya,  demikian  pula  jenis  material pahat    bubut  mempunyai  banyak  pilihan  yang  disediakan  dipasaran.  Pada  penelitian  ini material  yang  dijadikan  objek  penelitian  ini  adalah  baja  (St-37,  St-42  dan  St-60)  dibubut menggunakan    jenis  pahat  HSS.  Sesuai  dengan  hasil  pengujian  kekasaran  terhadap  hasil pembubutan dengan variasi sudut potong pada pahat diperoleh hasil yang paling baik adalah :  untuk  material  St-37 dengan sudut potong samping  10 o , sudut  potong akhir  12 o (1,55  µm), untuk  material  St-42  dengan  sudut  potong  samping  10 o ,  sudut  potong  akhir  14 o (1,48  µm) dan material St-60 dengan sudut potong samping 10 o , sudut potong akhir 12 o (1,59 µm)
Kata kunci : Sudut potong, kekasaran.

## Abstract
Turning  is  one  of  the  machining  process  used  to  form  the product  by  removing  parts that  are  not  required  by  means  of  incisions  with  a  sharp  chisel.  in  manufacturing  activity, sometimes it takes a certain criteria concerning the quality of surface roughness.
To  obtain  a  certain  roughness  can  be  done  by  changing  the  position  of  the  chisel through the sledge on the lathe or to change the geometry of the lathe chisel. When making changes  to  the  sledge  chisel  position  on  this  course  it  will  take  time  for  setting  the  right position  so  that  it  will  reduce the  effectiveness  of  work.  by preparing  geometry  /  lathe  chisel cut  angle is  right,  lathe  operators  no longer  need  to  adjust  the position  of  the chisel  through the sledge over so that the operator can use the time effectively for work.
material that can be made very varied kinds, as well as material type lathe chisel has many  options  available in  the  market.  In  this study,  the material  that  made the  object  of this investigation is steel (St-37, St-42 and St-60) dibubut use this type of HSS. According to the roughness of the test results to the results of turning the cut angle variation obtained the best results  are:  For  materials  St-37  with  a  cut  angle  side  8 o ,  angle  cut  end  12 o ( 1,55 µ m ),  for material St-42 with cut angle side 10 o , shrinkage cut end 14 o ( 1,48 µ m ), for material St-60 with cut angle side 12 o , shrinkage of the end piece 12 o ( 1,59 µ m ). keywords: chisel cut angle, roughness

## 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada  kegiatan  produksi,  kualitas
permukaan yang ditampilkan dapat mempengaruhi  nilai  jual  suatu  produk.  Kita menyadari bahwa permukaan yang dikerjakan,  baik  dengan  mesin  maupun secara  manual  sedikit  banyaknya  selalu akan  menyimpang  dari  permukaan  ideal sehingga timbul kekasaran, gelombang dan kerataan.  Kwalitas  permukaan  yang  halus tidak  hanya  berkaitan  terhadap  toleransi dan  istitika  produk  tetapi  juga  dapat memperpanjang  umur  penggunaan  (sevice life)  terutama  untuk  permukaan kontak  dan saling  bergesekan,  hal  ini  menyebabkan para ahli teknik memberikan perhatian yang lebih terhadap kwalitas permukaan.
Banyak  cara  dan  proses  yang  dapat diterapkan pada pemerosesan akhir permukaan  benada  kerja,  salah  satunya menggunakan  mesin  bubut  (turning),  akan tetapi  menghasilkan  kualitas  permukaan produk  dengan  batas  kemampuannya tersendiri.  Pada  proses  pembubutan  ini mempunyai banyak faktor yang berpengaruh  terhadap  kualitas  permukaan yang  diperoleh  diantaranya  ketajaman pahat  yang  berkaitan  geometri  pahat, kesesuaian  jenis  pahat  dengan  material yang diproses.
Oleh karena itu, perlu diteliti pengaruh perubahan geometri pahat, hususnya  pahat  jenis  High  Speed  Steel (HSS)  terhadap  kualitas  hasil  proses pembubutan akhir (finishing proses) khususnya kekasaran permukaan.
1.2 Rumusan Masalah
Pengamatan dilapangan, untuk memperoleh kekasaran tertentu pada proses  pembubutan  hanya  melakukan perubahan posisi pahat pada atau menganti  pahat  yang  lebih  tajam  tanpa mengubah  geometri  pahat  sehinggatimbul beberapa masalah:
 Perubahan  posisi  pahat  yang  tidak tepat mengakibatkan kekasaran
permukaan sulit dikendalikan.  Memerlukan ektra waktu untuk memperoleh kehaluasan.
Dengan  latar  belakang  diatas  , penulis mencoba mengadakan studi mengenai perubahan geometri pahat bubut dan pengaruhnya terhadap kemampuannya menghasilkan kualitas permukaan/kekasaran pada proses
pembubutan  akhir  menggunakan  pahat bubut HSS.
1.3 Maksud dan Tujuan Dengan menerapkan
berbagai variasi sudut tatal belakang dan sudut tatal samping  akan diperoleh  kualitas/kekasaran permukaan  terbaik.  Dengan  hasil  studi  ini akan memudahkan dalam memilih geometri pahat  bubut  untuk  hasil  kekasaran  yang disyaratkan  dalam  finishing  proses  benda kerja.
2. TINJAUAN PUSTAKA.
2.1 Geometri pahat Hal yang sangat penting diperhatikan adalah  bagaimana  alat  potong  dapat menyayat  dengan  baik,  dan  untuk  dapat menyayat dengan baik alat potong diperlukan  adanya  sudut  baji,  sudut  bebas dan  sudut  tatal  sesuai  ketentuan,  yang semua  Ini  disebut  dengan  istilah  geometris alat  potong.  Sesuai  dengan  bahan  dan bentuk  pisau,  geometris  alat  potong  untuk penggunaan setiap jenis logam berbeda.
Geometri  pahat  untuk  membubut rata,  ditampilkan  seperti  gambar  1  berikut ini;
Gambar 1 Geometri Pahat Bubut
Tabel 1. Sudut pahat untuk pahat potong HSS yang direkomendasikan.
Sudut (derajat) steel Cast steel Cast iron Bras s Stainless steel Tatal belakang 8-20 8 0 4 8-20 Tatal samping 8-20 8 4 4 8-20 Relief samping 6 6 6 6 6 Relief depan 6 6 6 6 6 Potong samping 10 10 10 10 10 Potong akhir 15 15 15 10 15
Untuk proses pembubutan rata pada benda kerja  dari  bahan/  material  baja  yang  lunak (mild steel), pahat bubut rata memilki sudut potong dan sudut-sudut kebebasan sebagai berikut:  sudut  potong  total  80º,  sudut potong  sisi  samping  (side  cutting  adge angle)  12º  ÷  15º,  sudut  bebas  tatal  (side rake  angle)  12º  ÷  20º  ,  sudut  bebas  muka (front  clearance  angle)  8º  ÷  10º  dan  sudut bebas samping (side clearance angle)10º ÷ 13º.  Geometris  pahat  bubut  rata  kanan dapat dilihat pada gambar dan pahat bubut rata kiri dapat dilihat pada gambar.
Gambar 2 Geometri Pahat Bubut rata kanan
2.2 High Speed Steel (HSS).
Pahar HSS ini mempunyai
komposisi:Wolfram,Molibdenum,    tungsten, cromium,  dan  vanadium.  HSS  mempunyai daya  tahan  aus  dan  keuletan  cukup  baik, hardenability  sangat  baik,  dan  kekerasan dapat  bertahan  hingga  suhu  pemotongan 650 O C.

## 2.3 Kekasaran permukaan
Tekstur  permukaan  seperti  yang ditampilkan  pada  gambar  1  terdiri  dari penyimpangan  acak    yang  berulang  pada permukaan  normal  dari  suatu  obyek permukaan.  Kekasaran  mengacu  pada jarak  penyimpangan    dari  permukaan  yang nominal  yang  ditentukan  oleh  karakteristik material  dan  cara  memproses  hingga diperoleh  bentuk  permukaan  itu.  Waviness menggambarkan besar penyimpangan pengaturan  jarak  sayatan  saat  pengerjaan, kondisi  ini  dapat  diakibatkan  oleh  getaran, lenturan,  perlakuan  panas  dan  factor  lain. Kekasaran  permukaan  adalah  karakteristik terukur yang mengacu pada penyimpangan kekasaran  sebagaimana  uraian  di  atas. Permukaan  akhir  (surface  finish)  adalah suatu istilah hubungan yang mencerminkan kehalusan atau mutu umum suatu
permukaan.  Didalam  pemakaian  kata  yang umum,  permukaan  akhir  sering  digunakan sebagai  suatu  kata  lain  untuk  kekasaran permukaan.
Suatu  kekasaran  permukaan  akan memberikan  kesan  dan  perasaan  bila  kita menyentuh/memegang suatu benda. Dalam kegiatan  produksi,  karakteristik  permukaan adalah penting bagi insinyur untuk memahami  teknologi  apa  yang  pantas  dan cocok  untuk  memperoleh  kekasan  yang diharapkan tersebut.
Gambar 3. Surface Texture Features. Referensi  (1)

## Definisi dari Parameter Kekasaran
1.  Penyimpangan  Rata-rata  Aritmatik  dari Garis Rata-rata Profil  ( R a )
Ra adalah nilai rata-rata absulut penyimpangan yang diukur dari garis rata- rata ( center line ) profil efektif.
R a = M/ l
M  =  Luas  keseluruhan    (arsiran  ) diatas dan dibawah center line.
l   = panjang uji  (evaluation length)
2.  Higth of Rougness Curve (R t ).
Ketidak rataan ketinggian maksimum adalah  jarak  antara  dua  garis  sejajar  yang menyinggung  profil  pada  titik  tertinggi  dan terendah antara panjang bagian yang diuji.
3.  Ketidak rataan Ketinggian Sepuluh Titik (R z ) Ketidak  rataan ketinggian  sepuluh  titik  (Rz) adalah  jarak  rata-rata  antara  lima  puncak tertinggi dan lima lembah terdalam disepanjang  bagian  yang  diuji,  yang  diukur dari  garis  sejajar  dengan  garis  rata-rata disepanjang ”evalution length”.
Gambar 5  Kurva Kekasaran.( Referensi 5)
Tabel 2. Nilai Kekasaran Permukaan dihasilkan berbagai Proses Manufaktur.
Process Typecal Surface Finish Range of Roughness ( μm ) Process Typecal Surface Finish Range of Roughness ( μm ) Die Casting Good 1 – 2 Turning Good 0.5 - 6 Invesment casting Good 1.5 – 3 Grinding Very Good 0.1 – 2 Sand Casting Poor 12 - 25 Honing Very Good 0.1 – 1 Cold rolling Good 1 – 3 Lapping Excelent 0.05 – 0.5 Sheet Metal draw Good 1 – 3 Polishing Excelent 0.1 – 0.5 Cold Extrusion Good 1 – 3 Superfinishing Excelent 0.02 – 0.3 Hot rolling Poor 12 - 25 Chemical Milling Medium 1..5  – 5 Boring Good 0.5 – 6 Electrochemical Good 0..2 -  2 Drilling Medium 1.5 – 6 Electric Discharge Medium 1..5  –  15 Milling Good 1 – 6 Electron Beam Medium 1..5  –  15 Planing Medium 1.5 – 12 Laser Beam Medium 1..5  – 15 Reaming Good 1 – 3 Arc Welding Poor 5 - 25 Shaping Medium 1.5 – 12 Flame Cutting Poor 12 -25 Sawing Poor 3 - 25 Flasma Arc Cutting Poor 12 – 25 Sumber, referensi 2

## Gambar 4  Kurva Kekasaran.( Referensi 5 )

## Tabel 3.  Kesetaraan Nilai kekasaran terhadap Tingkat kekasaran
Tingkat kekasaran (N) N0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10  N11 N12 Nilai kekasaran (μm) 0,012  0,025  0,05 0,10  0,20  0,40  0,80 1,60  3,20  6,30  12,5 25 50 Nilai kekasaran μ-inc 0,5 1 2 4 8 16 32 63 125 250 500 1000  2000

## 3. METODA PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  dilakukan  dengan tahap  pelaksanaan  antara  lain:  studi  literatur sebagai  pembanding  objek  yang  diteliti, pembentukan geometri pahat bubut ,pembubutan material dan pengujian kekasaran hasil pembubutan.
Studi  literatur  dilakukan  berdasarkan teks-book,  handbook,  jurnal  dan  informasi yang  diperoleh  dari  berbagai  sumber  yang terkait dengan permasalahan.
Membentuk  berbagai  variasi  geometri sudut  potong  samping  dan  sudut  potong  akhir pada  material  pahat  bubut  HSS  mempunyai ukuran  penampang 12x12 mm.
Melakukan proses  pembubutan material St-37, St-42 dan St-60
dengan kecepatan,feeding dan tebal pemakanan konstan.
Pengujian kekasaran hasil proses pembubutan  dari  masing-masing  geometri pahat  yang  dibentuk  berbeda-beda  sebagai data penelitian yang akan dianalisa. Pengujian kekasaran  tiap  perlakuan  diuji  diempat  tempat pada permukaan yang dibubut.
4. TEMPAT DAN DATA PENGUJIAN
4.1 Tempat pengujian: Pengujian  dialakukan  di  Laboratorium Mekanik Politeknik Negeri Sriwijaya.
4.2  Data Pengujian
Jenis Pengujian : Pengujian Kekasaran Permukaan Type Alat uji/ Merk :  TR 200/ QUALITEST Bahan Uji : St-37, St-42,St-60- Finishing Process : Turning Standar Pengujia : ISO Evaluation Length : 0,8 * 2,5 Range : Auto Tabel 4: Hasil Pengujian kekasaran material St-37 Sudut Pahat → 8 o -12 o 8 o -14 o 10 o -12 o 10 o -14 o 12 o -12 o 12 o -16 o
Kekasaran,
( µ m) → 1,72 1,71 1,59 1,51 1,77 1,62 1,43 1,58 1,65 1,76 1,49 1,33 1,63 1,64 1,62 1,72 1,60 1,70 1,43 1,74 1,72 1,88 1,71 1,62 Rata-rata, ( µ m) → 1,55 1,66 1,64 1,71 1,64 1,56 Tabel 5. Hasil Pengujian kekasaran material St-42 Sudut Pahat → 8 o -12 o 8 o -14 o 10 o -12 o 10 o -14 o 12 o -12 o 12 o -16 o
Kekasaran,
( µ m) → 1,66 1,75 1,57 1,61 1,63 1,49 1,60 1,56 1,46 1,48 1,66 1,57 1,51 1,56 1,65 1,55 1,56 1,70 1,57 1,62 1,58 1,31 1,73 1,59 Rata-rata, ( µ m) → 1,58 1,62 1,56 1,48 1,64 1,58
Tabel 6. Hasil Pengujian kekasaran material St-60 Sudut Pahat → 8 o -12 o 8 o -14 o 10 o -12 o 10 o -14 o 12 o -12 o 12 o -16 o Kekasaran, ( µ m) → 1,74 1,75 1,66 1,71 1,67 1,69 1,58 1,75 1,50 1,59 1,77 1,73 1,54 1,74 1,68 1,63 1,64 1,58 1,63 1,62 1,55 1,63 1,71 1,43 Rata-rata, ( µ m) → 1,62 1,71 1,59 1,64 1,69 1,60 5. ANALISA HASILl PENGUJIAN.
Dari  data  pengujian pada  tabel diatas, diperoleh    nilai/ angka kekasaran masing – masing  proses  seperti  ditampilkan    pada tabel 4, 5 dan 6.
Grafik kekasaran St-37 VS sudut potong pahat
Grafik kekasaran St-42 VS sudut potong pahat
Grafik kekasaran Material St-60 VS sudut potong pahat

## 6. KESIMPULAN
Dengan  memperhatikan  hasil  pengujian  yang ditampilkan pada grafik dapat disimpulkan:
1.  Dengan  perubahan  sudut  pada  geometri pahat bubut akan mempengaruhi
kekasaran yang dihasilkan.
2.  Hasil penelitian menunjukan bahwa untuk material  yang  sama,  hasil  pembubutan dengan kehalusan terbaik adalah sebagai berikur:
- St-37 dengan sudut   8, 12, 1,55 µ m - St-42 dengan sudut 10, 14  1,48 µ m - St-60 dengan sudut  10, 12 1,59 µ m
3.  Berdasarkan  tingkat  kekasaran  secara umum,  hasil  pembubutan  dengan  sudut potong  akhir  8 o –  10 o dan  sudut  potong akhir  12 o –  16 o masih  pada  range  yang sama iaitu N7.

## REFERENSI
1.  E.  Paul  DeGarmo,J  T.Black,  2003, Materials and Processes in Manufacturing,  Ninth  edition,  John  Wiley & Sons, inc.
2.  Mikell P. Groover, 2008 “Fundamentals of Modern  Manufacturing”,  Third Edition John Wiley & Sons, Inc.
3.  Sriati  Djaprie  ME,M.Met,1998,  Teknologi Mekanik  Jilid  1  Edisi  7  Versi,  Penerbit Erlangga.
4.  P.N.
Rao, 2000, “Manufacturing Technology  Metal  Cutting  And  Machine Tool,  MC  Graw-Hill,  International  Edition, Singapure. 5. ………, Surface Roughness Tester, User’s Manual SJ-201P, Mitutoyo No.99MBB079A4 SERIES No.178

## RIWAYAT PENULIS
1.Nama : Karmin Tempat lahir                  : Muara Tenang/
Muara Enim Sum-sel Tanggal lahir
: 12 Juli 1959
Jabatan akdemik            : Lektor kepala Menyelesaikan pendidikan S1 di Jurusan Teknik  Mesin,  Fakultas  Teknik  Universitas Tridinanti  Palembang  tahun  1994,  S2  di Universitas Pancasila Jakarta pada tahun 2010 Jurusan  Teknik  Mesin  Manufaktur.  Bekerja sebagai Staf Pengajar di Jurusan Teknik Mesin Politeknik  Negeri  Sriwijaya  dari  tahun  1985 sampai dengan sekarang.
2. Nama
: Dalom
Tempat lahir               : Kayu  agung Sumsel Tanggal lahir              : 30 Maret 1957 Pendidikan terakhir   : S-1 Universitas IBA Palembang Jabatan akdemik        : Lektor Menyelesaikan pendidikan S1 di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas IBA Palembang  tahun  2002,  Bekerja  sebagai  Staf Pengajar  di  Jurusan  Teknik  Mesin  Politeknik Negeri  Sriwijaya  dari  tahun  2004  sampai dengan  sekarang