## STUDI TENTANG PENGARUH JENIS MEDIA PENDINGIN DENGAN KEDALAMAN PEMBUBUTAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAHAN PADA PROSES PEMBUBUTAN LOGAM

## Tarmizi Husni
Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas IBA email: tarmizihusni @iba.ac.id

## ABSTRAK
Proses  produksi  merupakan  proses  pembentukan  material  menjadi  sebuah  produk  yang  dikehendaki. Guna  mendapatkan  produk  yang  berkualitas  maka  pengembangan-pengembangan  kegiatan  produksinya harus  dilakukan,  salah  satu  ukuran  yang  berhubungan  dengan  kualitas  hasil  produksi  adalah  kehalusan permukaan benda hasil pekerjaan.  Dalam proses pembubutan akan terjadi panas pada saat kegiatan mata pahat menyayat benda kerja, untuk itu perlu dilakukan proses pendinginan dengan memberikan semacam cairan  pada  waktu  proses  pembubutan  itu  berlangsung.      Panas  yang  timbul  saat  pembubutan  itu  akan mempengaruhi tingkat  kehalusan permukaan pada benda kerja sebagai akibat dari gesekan  yang terjadi. Penelitian  ini  bertujuan  sebagai  studi  dalam  rangka  mengetahui  besarnya  pengaruh  media  pendingin dalam proses pembubutan terhadap kehalusan permukaan logam dengan media pendingin berupa minyak pelumas,  drumus  dan  udara.    Dari  penelitian  ini  diperoleh  hasil  bahwa  kehalusan  permukaan  yang terendah didapat dengan mempergunakan media pendingin dromus.
Kata Kunci : Media pendingin, Kehaluasan Permukaan, Bubut, Material

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Permasalahan.
Dalam  proses  manufaktur  ditemukan  beberapa  aktivitas  rancangan  proses  yang  dipergunakan dalam  membuat  suatu  produk;  misalnya  proses  pengecoran  logam,  proses  pembentukan  dan pemotongan, proses pengelasan, proses pengerolan, proses pembubutan dan lain sebagainya. Proses  pemotongan  logam  denagn  pembubutan  memiliki  tujuan  dalam  rangka  mendapatkan bentuk-bentuk  tertentu,  toleransi  atau  derajat  kehalusan  permukaan  dari  benda  kerja.      Pada prinsifnya pemotongan logam dengan pembubutan dilakukan dengan proses dimana sebuah alat potong  dikontakkan  pada  benda  kerja  atau  material  yang  akan  dilakukan  proses  pemotongan serta dengan membuang permukaan benda kerja atau material melalui sayatan-sayatan. Pada saat proses pemotongan logam berlangsung maka akan terjadi gesekan yang menyebabkan timbulnya panas antara mata potong dengan benda kerja.   Guna mengatasi terjadinya panas ini maka pada saat proses pemotongan tersebut berlangsung harus diberikan cairan yang berfungsi sebagai  pendingin.    Benda-benda  yang  biasa  dipergunakan  sebagai  bahan  pendingin  dalam proses pemotongan antara lain dapat berupa, air, minyak pelumas, udara dan lain sebagainya. Dalam  proses  pemotongan  logam  banyak  cara  yang  dapat  dilakukan,  seperti  proses pengguntingan, pembubutan, pengedrilan, penggerindaan, penggergajian, dan lain-lain. Proses pembubutan adalah proses pemotongan logam dengan jalan memutar benda kerja sambil melakukan pemotongan atau merautnya dengan menggunakan sebuah pisau atau mata pahat ke benda  kerja.      Proses  ini  biasa  dilakukan  dengan  menggunakan  mesin  atau  dengan  secara konvensional yang dinamakan proses pembubutan

## 1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan sebagai studi dalam rangka mengetahui;
a. Besarnya  pengaruh  media  pendingin  dalam  proses  pembubutan  terhadap  kekasaran permukaan logam dengan media pendingin berupa minyak pelumas, drumus dan udara.
b. Besarnya  pengaruh  variasi  kedalaman  permukaan  Penyayatan  pembubutan  terhadap kekasaran permukaan logam.

## 2. DASAR TEORI

## 2.1. Proses Produksi
Proses  engineering akan  berkaitan  dengan  aktivitas-aktivitas  perancangan  proses  yang dipergunakan dalam rangka membuat suatu produk.   Proses tersebut meliputi pemilihan proses manufacturing yang  tepat  (efektif  dan  efisien)  diaplikasikan  serta  penetapan  mesin  ataupun fasilitas produksi lainnya.   Terdapat berbagai macam proses manufacturing yang bisa dijumpai, akan  tetapi  untuk  proses  pengolahan logam  secara  umum  bisa  dibedakan  dalam  :  Pengecoran, pembentukan  dan  pemotongan,  pengelasan,  penyambungan,  pemotongan,  perakitan  dan penyelesaian akhir.

## 2.2. Pembubutan;
Proses  pemotongan  logam  atau  biasa  juga  disebut  dengan  proses  perautan  –  dengan mempergunakan  sebuah  pahat  potong  (cutting  tool)  memiliki  tujuan  untuk  mendapatkan bentuk-bentuk tertentu, toleransi atau derajat kehalusan permukaan (surface finished) dari benda kerja.   Banyak jenis proses pemotongan logam yang dikenal, seperti pengolahan logam dengan pembubutan, pengedrilan, pengerindaan dan lain-lain.
Proses Pembubutan (tunning) merupakan proses pemotongan logam yang dilaksanakan dengan jalan memutar (turning) benda kerja dan kemudian memotong / merautnya dengan memakankan sebuah  pisau  /  pahat  potong  ke  benda  kerja  tersebut.      Proses  perutan  disini  umumnya dilaksanakan  melalui  sebuah  mesin  bubut  (engine  lathe)  dan  meliputi  proses  facing,  contour turning, threading, parting, drilling, knurling, dan lain-lain.

## 2.3. Kehalusan/kekasaran Permukaan;
Dengan  alat  ukur  kekasaran  permukaan  bisa  dihasilkan  grafik  kehalusan    /  kekasaran permukaan dan dinamakan sebagai profil terukur gambar B. 2. Dibawah ini.
Gambar 1. : Profil Permukaan
Berdasarkan gambar tersebut dapat didefinisikan beberapa para meter dengan nilai numerik yang menggambarkan sejauh mana kehalusan / kekasaran permukaan yang diukur, antara lain;
Rt = Kekasaran total yang merupakan jarak antara profil referensi dengan  profil dasar.
Ra = kekasaran rata-rata aritmetik yang merupakan jarak rata-rata absolut antara profil terukur  terhadap profil tengah.
Rp = kekasaran perataan adalah jarak rata-rata antara profil referensi dengan profil terukur
Rz = kekasaran total rata-rata, merupakan jarak rata-rata profil dasar ke profil terukur pada lima Puncak dikurangi jarak rata-rata profil dasar ke profil terukur pada lima lembah.

## 3. METODE PENELITIAN
1. Bahan dan Alat
Dalam penelitian ini dipergunakan peralatan serta bahan sebagai berikut;
- Material dengan jenis Stainlees Steel 316 L
- Mesin bubut merek Krisbow KW 15 – 907
- Jenis pahat Carbide tool SCGCR161H09
- Kecepatan potong (Vc) 30 m/mnt
- Pengujian kehalusan permukaan menggunakan alat uji merek Mitoyo Sufrtest SJ-310
2. Dalam melakukan proses percobaan dilakukan dengan cara-cara sebagai berikut;
a. Benda kerja yang dipergunakan berupa besi dengan diameter 25,4 mm
b. Panjang benda kerja yang menjadi objek penelitian sepanjang 100 mm
c. Proses pembubutan awal bertujuan untuk mendapatkan kesesuaian diameter ukuran
d. Proses pembubutan dilakukan secara bertingkat sebagai berikut;
- Panjang bubutan 20 mm, kedalaman bubutan 1,4 mm
- Panjang bubutan 20 mm, kedalaman bubutan 2,4 mm
- Panjang bubutan 20 mm, kedalaman bubutan 3,4 mm
e. Masing-masing percobaan dilakukan sebanyak 3 (tiga) kali dan setiap percobaan yang dilakukan  menggunakan    3  (tiga)  sampel  maka  seluruh  perlakuan  percobaan  yang dilakukan masing-masing sebanyak 9 (sembilan) percobaan.
3. Perhitungan tingkat kehalusan/kekasaran permukaan dapat dilakukan dengan mempergunakan rumus sebagai berikut;
a. Kekasaran rata-rata aritmetik  = Ra  ( µm ) ;
𝑅𝑎 = 1 𝑙 ∫ │ℎ𝑖│𝑑𝑥 ℓ 0
b. Kekasaran rata-rat kuadrat  = Rq  ( µm );
𝑅𝑞 = = √ 1 𝑙 ∫ ℎ𝑖 ℓ 0 2 𝑑𝑥
c. Kekasaran total rata-rata   = Rz  ( µm )
4. Rancangan Penelitian
Guna  memudahkan  dan  mengarahkan  penelitian  maka  dibuatlah  rancanga  penelitian sebagai mana  yang dapat disajikan melalui gambar 2 halaman 5 dibawah ini;

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari pengujian yang dilakukan terhadap benda uji maka didapatkan data-data yang berhubungan dengan tingkat kekasaran permukaan dari benda uji tersebut,dengan parameter kekasaran berupa kekasaran  rata-rata  aritmetik  (Ra)  yaitu  harga  rata-rata  aritmetik  dari  harga  absolutnya  yang menjadi jarak antara profil terukur dengan profil tengah.   Sedangkan Rg merupakan kekasaran rata-rata kuadratik yaitu akar dari jarak kuadrat rata antara profil terukur dengan profil tengah, dan kekasaran total rata-rata Rz merupakan jarak rata-rata profil alas ke profil terukur.
179

## Gambar 2 : Rancangan Penelitian

## 4.1. Media Pendingin Minyak Pelumas vs Keadalaman Permukaan
Dari  pengujian  yang  dilakukan  terhadap  kehalusan/kekasaran  permukaan  menggunakan alat  uji  surftest  Sj-310  dengan  komposisi  media  pendingin  minyak  pelumas  dengan  variasi kedalaman permukaan pada proses bubut diperoleh data sebagai mana disajikan memalui tabel 1 dibawah ini;
Tabel 1. : Data Hasil Pengujian Kehalusan/Kekasaran Permukaan dengan Komposisi Media Pendingin Minyak Pelumas dan Kedalaman Permukaan.
Dari data yang dihasilkan dapat diketahui bahwa dengan menggunakan minyak pelumas  sebagai  media  pendingin  dengan  masing-masing    parameter  kekasaran permukaan yang dipergunakan memberikan hasil yang berbeda dari setiap kedalaman permukaan yang diperlakukan dimana dari setiap parameter kekasaran menghasilkan tingkat  kekasaran  yang  cenderung  meningkat  hal  ini  ternyata  akan  diikuti  pula  oleh parameter kekasaran yang lain.

## Gambar 3. Perbandingan Parameter  Kekasaran dengan Kedalaman Permukaan Pembubutan dengan Media Pendingin Minyak Pelumas
Dalam  percobaan  yang  menggunakan  kedalaman  permukaan  sebesar  1,4  mm  dengan dengan  media  pendingin  minyak  pelumas  parameter  permukaan  Ra  memberikan  hasil  yang paling  kecil  sebesar  1,265  µm,  kemudian  parameter  Rg  menghasilkan  nilai  kekasaran  sebesar 1,518  µm sedangkan parameter kekasaran Rz memberikan hasil sebesar 6,538 µm.  Sedangkan dengan kedalaman permukaan 2,4 mm didapatkan hasil Ra sebesar 3.220 µm  Rg sebesar 3.722 µm  dan  Rz  sebesar  3.999  µm.  Adapun  untuk  kedalaman  permukaan  sebesar  3,4  mm  didapat harga  Ra  sebesar  6.385  µm,  Rg  sebesar  12.757  µm    dan  Rz  sebesar  14.460  µm  sebagaimana yang  diperlihatkan  dalam  gambar  3  halaman  6  (enam)  diatas.    Dari  gambar  tersebut  diketahui bahwa dengan menggunakan media pendingin minyak pelumas memberikan penjelasan bahwa dengan  semakin  besar  kedalaman  permukaan  yang  dipergunakan  maka  tingkat  kekasaran permukaan bahan akan semakin besar.

## 4.2. Media Pendingin Dromus vs Kedalaman Permukaan.
Dari  data  yang  dihasilkan  sebagaimana  yang  diperlihatkan  dalam  tabel  4  dibawah  ini, memberikan data semua variasi kedalaman permukaan penyayatan pembubutan yang dilakukan memberikan  gambaran  kekasaran  permukaan  terjadi  penurunan  atau  dengan  kata  lain  bahwa kehalusan permukaan benda kerja lebih halus dibandingkan saat menggunakan media pendingin
1.265 3.220 3.461
1.518 3.722
3.999
6.385
12.757
14.460 1.4 mm 2.4 mm 3.4 mm Kedalaman Permukaan Ke kas aran Per mu kaaan Ra Rg Rz
MEDIA KECEPATAN   PARAMETER KEDALAMAN PERMUKAAN PENDINGIN SPINDLE KEKASARAN 1,4 mm 2,4 mm 3,4 mm Rata-rata Minyak Ra   (µm) 1,265 3,220 3,461 2,649 Pelumas 385 rpm Rg   (µm) 1,518 3,722 3,999 3,080 Rz   (µm) 6,385 12,757 14,460 11,201
minyak pelumas, hal ini dapat dimaklumi karena dromus merupakan sejenis minyak yang dapat mengepulsi dengan air, karena ia mempunyai daya pelumasan serta pendinginan yang besar.
Tabel 4. : Data Hasil Pengujian Hehalusan/Kekasaran Permukaan dengan Komposisi Media Pendingin  Dromus dan Kedalaman Permukaan.
Dari  data  diatas  memberikan  hasil  bahwa  pada  kedalaman  permukaan  penyayatan pembubutan  1,4  mm  Ra  yang  dihasilkan  sebesar  0,589  µm  diikuti  dengan  Rg  sebesar  0,726 µmdan  Rz  sebesar  3,435  µm,  kemudian  pada  kedalaman  permukaan  penyayatan  pembubutan 2,4  mm  memberikan  harga  Ra  =  1,003  µm,  Rg  =  1,185  µmserta  Rz  =  4,936  µm,  selanjutnya dengan  kedalaman  permukaan  penyayatan  pembubutan  3,4  mm  memberikan  hasil  yang  terus meningkat  yaitu  sebesar  0,959  µm  untuk  Ra,  1,142    µm  untuk  Rg  dan  4,927  µm  untuk  Rz. Keadaan ini dapat diikuti melalui memperhatiakn gambar grafik 5 berikut ini.
Gambar 5. Perbandingan Parameter  Kekasaran dengan Kedalaman Permukaan

## Pembubutan dengan Media Pendingin Dromus
4.3. Media Pendingin Udara vs Kedalaman Permukaan.
Hasil pengujian kekasaran permukaan dengan menggunakan media pendingin udara dapat diperlihatkan melalui tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3. :  Data Hasil Pengujian kehalusan/Kekasaran Permukaan dengan Komposisi Media Pendingin  Udara dan kedalaman permukaan.
Tabel  D.  3.  Diatas  memberikan  informasi  bahwa  dengan  media  pendingin udara  menunjukkan  hasil  dimana  setiap  variasi  kedalaman  permukaan  penyayatan
0
1.003
1.284 0
1.185
1.515 3.435 4.936
6.410
1.4 mm 2.4 mm
3.4 mm
Kedalaman Permukaan Ke kas aran Per mu kaan Ra Rg Rz MEDIA
KECEPATAN PARAMETER KEDALAMAN PERMUKAAN PENDINGIN SPINDLE KEKASARAN 1,4 mm 2,4 mm 3,4 mm Rata- rata Ra    (µm) 0,589 1,003 1,284 0.959 Dromus 385 rpm Rg    (µm) 0,726 1,185 1,515 1.142 Rz    (µm) 3,435 4,936 6,410 4,927
MEDIA KECEPATAN   PARAMETER KEDALAMAN PERMUKAAN PENDINGIN SPINDLE KEKASARAN 1,4 mm 2,4 mm 3,4 mm Rata-rata Ra    (µm) 1,033 1,035 1,443 1,170 Udara 385 rpm Rg    (µm) 1,239 1,266 1,706 1,407 Rz    (µm) 5,356 5,776 6,689 5,940
pembubutan mengalami kenaikan yang sangat signifikan dan lebih tinggi dibandingkan dengan saat menggunakan media pendingin dromus dan tetapi lebih rendah dibandingkan dengan media pendingin minyak pelumas.
Gambar 6. Perbandingan Parameter  Kekasaran dengan Kedalaman Permukaan Pembubutan dengan Media Pendingin Udara.
Dengan  kedalaman  permukaan  penyayatan  pembubutan  sebesar  1,4  mm kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan untuk Ra sebesar 1,033 µm, Rg = 1,239  µm  dan  Rz  sebesar  5,356  µm.    Sedangkan  dengan  kedalaman  permukaan penyayatan pembubutan 2,4 mm menghasilkan Ra = 1,053 µm, Rg = 1,266 µmdan Rz =  5,766  µm,  dan  untuk  kedalaman  permukaan  penyayatan  pembubutan  3,4  mm menhasilkan Ra = 1,443 µm, Rg = 1,706 µm serta Rz = 6,689 µm.
4.4. Perbandingan Variasi Media Pendingin VS Rata-Rata Kekasaran Permuka- an Benda Kerja.
Dengan  memperhatikan  data  perbandingan  setiap  media pendingin  yang  dipergunakan terhadap masing-masing parameter kekasaran yang dihasilkan dapat diikuti sebagaimana tabel 4 dibawah ini.
Tabel 4. Perbandingan Hasil Pengukuran Kehalusan/Kekasaran Permukaan antara Media Pendingin dengan Rata-rata Parameter Kekasaran
Media Pendingin Rata-rata Hasil Pengukuran Ra Rata-rata Rg Rata-rata Rz Rata-rata Minyak Pelumas Dromus Udara 2.649 0.959 1.170 3.080 1.142 1.407 11.201 4.927 5.940
Dari  tabel  tersebut  ternyata  didapatkan  bahwa  kerataan  permukaan  atau  kekasaran permukaan  benda  kerja  yang  terbaik  didapat  dari  kedalaman  pemakanan  pembubutan  yang dilakukan oleh mata pahat yang terkecil, yaitu dengan menggunakan media pendingin dromus, dan  kekasaran  permukaan  yang  terbesar  dihasilkan  dengan  menggunakan  media  pendingin minyak  pelumas.  Keadaan  ini  karena  dengan  kedalaman  pemakanan  penyayatan  pada  proses pembubutan  yang  kecil  akan  memberikan  beban  saat  proses  penyayatan  juga  kecil,  hal  ini menyebabkan pada  saat  pahat  melakukan  proses  penyayatan  beban  yang  diterima  oleh  mata
1,033 1,035 1,443
1,239
1,266
1,706 5,356 5,776 6,689 1,4 mm 2,4 mm
3,4 mm
Kedalaman Permukaan Ke kas aran Per mu kaan Ra Rg Rz
pahat  tidak  terlalu  berat  serta  getaran  yang  terjadi  juga  akan  lebih  kecil,  dengan  demikian permukaan yang dihasilkan menjadi lebih rata.
Sebaliknya dengan semakin besar kedalaman pemakanan penyayatan, gesekan antara mata pahat  dan  benda  kerja  akan  semakin  besar,  hal  ini  akan  membuat  permukaan  benda  kerja menjadi semakin tidak rata.
Apabila  pada  proses  penyayatan  pembubutan  yang  dilakukan  oleh  mata  pahat  yang semakin  besar,  maka  daya  yang  dibutuhkan  untuk  melakukan  proses  kegiatan  juga  akan bertambah besar.  Dengan demikian mata pahat yang secara terus menerus mengalami gesekan untuk  melakukan  proses  pembubutan  akan  mengalami  keausan  yang  sekali  gus  akan  dapat menyebabkan  proses  penyayatan  menjadi  terganggu  dan  hasilnya  menjadi tidak  rata,  sehingga semakin lama diameter benda kerja akan memberikan ukuran yang berbeda.

## Gambar 4 :  Perbandingan parameter Kekasaran Permukaan dengan Media Pendingin
Dari gambar grafik 4 diatas dihasilkan bahwa dengan media pendingin dromus menghasilkan rata-rata Ra sebesar 0,959 µm, Rg sebesar 1,142 µm dan  Rz sebesar 4,927 µm.    Untuk media pendingin udara menghasilkan Ra = 1,170 µm, Rg = 1,407 µmdan  untuk  Rz  =  5.940  µm.      Kemudian  media  pendingin  minyak  pelumas menghasilkan Ra = 2,649 µ, Rg = 3,080 µmdan Rz = 11,201 µm.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .
1. Media  pendingin  memberikan  pengaruh  terhadap  kekasaran  permukaan  benda  kerja  dari proses pembubutan.
2. Semakin  besar  proses  penyayatan  mata  pahat  untuk  melakukan  proses  pembubutan  akan menghasilkan kekasaran permukaan yang semakin besar.
3. Kekasaran  permukaan  yang  terbesar  dihasilkan  dengan  menggunakan  media  pendingin Minyak pelumas.
4. Kekasaran  permukaan  yang  terkecil  dihasilkan  dengan  menggunakan  media  pendingin dromus.
2.649
3.080 11.201 0 1.142 4.927 1.170
1.407 5.940
Ra Rata Rg Rata Rz Rata Parameter Kekasaran M edia P endin g in Minyak Pelumas Dromus
Udara
5.2. Saran.
1. Perlu  dilakukan  penelitian  yang  lebih  mendalam  dengan  variasi  median  pendingin  yang lebih bervariasi dan variasi kedalaman permukaan penyayatan yang bervariasi pula.
2. Perlu dilakukan penelitian yang sejenis dengan variasi dari gerak pemakanan penyayatan.
3. Perlu dilakukan perhitungan analisa yang lebih mendalam dengan melakukan nalisa statistik berupa F-test dengan metode anova.

## DAFTAR PUSTAKA
Anggit,  Daniar.,  (2013 ),  Pengaruh  Jenis  Pahat  dan  Cairan  Pendingin  serta  Kedalaman Pemakanan  Terhadap  tingkat  Kekasaran  dan  Kekerasan  Permukaan  Baja  ST  60    Pada Proses  Bubut  Konvensional ,  Perpustakaan  Jurusan  Teknik  Mesin,  Universitas  Negeri Suraya, Surabaya.
Amstead,  B.H.  Philip  F.  Ostwald  dan  Myron  L.  Begaman,  (1991), Teknologi  Mekani ”, Terjemahan Bambang Priambodo, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Lesmono,  Indra.,  (2012), Pengaruh  Jenis  Pahat,  Kecepatan  Spindle  Dan  Kedalaman Pemakanan  Terhadap  Tingkat  Kekasaran  dan  Kekerasan  Permukaan  Baja  ST  42  pada Proses  Bubut  Konpensional .,  Perpustakaan  Jurusan  Teknik  Mesin,  Fakultas  Teknik, Universitas Surabaya, Surabaya.
Muin, Syamsir. 1986. Dasar-dasar Perencanaan Perkakas . Jakarta: Rajawali Mas.
Niemann, Gustav & Winter, H. 1992. Elemen Mesin Jilid 2 . Jakarta: Erlangga
Rochim, Taufq., (1985), Spesifikasi Geometris Metrologi Industri dan Kontrol Kualitas , Modul I, II, III, dan VII., Laboratorium Metrologi Industri FT-ITB, Bandung.