## KAJI EKSPERIMENTAL PENGARUH KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN SUDUT POTONG UTAMA TERHADAP UMUR PAHAT PADA PROSES PEMBUBUTAN BAJA St-41
Dr. Ir. Hery Sonawan, M.T 1 , Ir. Gatot Santoso, M.T 2 , Wawan 3 Program Studi Teknik Mesin Universitas Pasundan Bandung Jln. Sumatera No. 41 – Bandung (40117)

## ABSTRAK
Umur pahat merupakan suatu data pemesinan yang sangat penting dalam perancangan proses produksi pemesinan. Dalam  penelitian  ini,  dilakukan  proses  pembubutan    baja  St-41  untuk  menentukan  umur  pahat  HSS.  Rancangan percobaan  memvariasikan  tiga  variabel  bebas  yaitu,  kecepatan  putar  spindle  280  rpm  dan  360  rpm,  sudut  potong utama  pada  pengujian  tahap  pertama  70 o dan  90 o ,  pada  pengujian  tahap  kedua  50 o dan  60 o ,sedangkan  merk  pahat yaitu HSS Bohler MO Rapid Ekstra 1200 dan HSS ASSAB 17 Sweden.
Berdasarkan  hasil  pengujian,  maka  dapat  disimpulkan  bahwa  kecepatan  putar  spindel  dan  sudut  potong  utama berpengaruh  terhadap  umur  pahat.  Merk  pahat  HSS  ASSAB  17  Sweden  memiliki  umur  lebih  unggul  5,72  menit, dibandingkan  merk  pahat  HSS  Bohler  MO  Rapid    Ekstra  1200.  Hasil  pengujian  diperoleh  persamaan  umur  pahat Taylor,  untuk  pahat  HSS  Bohler  MO  Rapid  Ekstra  1200  yaitu  VT 0,474 =  37,6  dan  untuk  pahat  HSS  ASSAB  17 Sweden yaitu VT 0,226 = 32.
Umur pahat terbesar berada pada range kecepatan putar spindel 285 rpm, dan sudut potong utama 50 o , dengan nilai umur  pahat  sebesar  160  menit.  Umur  pahat  optimum  tidak  dapat  ditemukan,  karena  semakin  kecil  sudut  potong utama dan semakin rendah kecepatan putar spindel, maka umur pahat semakin besar.
Kata kunci:  Pahat HSS, proses pembubutan, keausan pahat, umur pahat.

## ABSTRACT
Chisel is a machining data that is very important in designing machining production processes. In this study, the St- 41 steel turning process was carried out to determine the age of the HSS tool. The experimental design varied three independent variables, namely, the spindle rotational speed of 280 rpm and 360 rpm, the main cutting angle at the first stage testing 70 o and 90 o , the second stage testing 50 o dan 60 o , while the tool brand was HSS Bohler MO Rapid Extra 1200 and HSS ASSAB 17 Sweden
Based on the results of testing, it can be concluded that the spindle rotational speed and main cutting angle affect the tool age. The HSS ASSAB 17 Sweden brand  has a superior age of 5.72 minutes, compared to the HSS Bohler MO  Rapid  Extra  1200  brand.  The  test  results  obtained  by  Taylor's  tool  age  equation, for  HSS Bohler  MO  Rapid Extra 1200 tools namely VT 0,474 = 37,6 and for HSS ASSAB 17 Sweden tool, namely VT 0,226 = 32.
The largest tool life is in the spindle rotational speed range of 285 rpm, and the main cutting angle is 50 o , with a tool life value of 160 minutes. The optimum tool life cannot  be found, because the smaller the main cutting  angle and the lower spindle rotational speed, the greater the tool life.
Keywords: HSS tool, turning process, tool wear, tool life.

## 1. PENDAHULUAN
Panas  yang  terjadi  akibat  gesekan  antara  pahat  dan benda  kerja  pada suatu  proses  pembubutan menyebabkan  keausan  pada  bidang  aktif  pahat, memperpendek  umur  ( life  time )  pahat,    kekasaran permukaan  benda  kerja,  kualitas  produk tidak  sesuai standar. (8,10)
Keausan  pahat  adalah  sebuah  fenomena  yang  sering terjadi dalam proses pemesinan ( Machining ). (26)
Batas  keausan  ( tool  life )  diperoleh  dari  pengujian pemesinan  dan  ditentukan  oleh  beberapa  parameter, yaitu :
proses  pemesinan,  jenis  benda  kerja  dan  geometri pahat,  kondisi  pemotongan  serta  cairan  pendingin. (1)
Data  mengenai  umur  pahat,  benda  kerja  dan  kondisi pemotongan  tertentu  diperlukan  untuk  membuat rencana  proses  pemesinan  produk (7) .    Analisis  umur pahat akan dilakukan pada dua jenis merk  pahat HSS yang  umum  dipakai  oleh  industri  kecil,  bengkel- bengkel  praktek  siswa,  dan  diuji  pada  proses pemesinan bubut konvensional (16) .
Perumusan  masalah  pada  penelitian  ini  yaitu  apakah kecepatan  putar  spindel,  sudut  potong  utama  dan merk  pahat  dengan  unsur  paduan  yang  berbeda mempengaruhi  umur  pahat.  Parameter  mana  saja yang paling berpengaruh terhadap umur pahat.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mengukur  keausan tepi  dan  umur  pahat  HSS  yang  digunakan  dalam membubut  baja  St-41,  membandingkan  umur  pahat HSS  dari  dua  merk  berbeda,  dan  menyusun  korelasi antara  kecepatan  putar spindle dan  sudut  potong utama dengan umur pahat.
Sebagai  batasan  masalah  dalam  penelitian  ini,  yaitu pahat  yang  digunakan  jenis  pahat  HSS  Bohler  MO Rapid  Exstra  1200  dan  ASSAB  17  Sweden,  benda kerja  yang  dibubut  dibuat  dari  baja  St-41,  proses pengerjaan  adalah  pembubutan  rata  sepanjang  180 mm,  diameter  25,4  mm  (1”),  mesin  yang  digunakan mesin bubut konvensional. Alat ukur yang digunakan stop  watch,  mirometer,  dan  mistar  baja,  sedangkan microscope  dan  kamera  digital  digunakan  untuk melihat fenomena keausan, dan pengambilan gambar keausan.
Parameter pemotongan adalah variasi kecepatan putar spindle (n)  =  280  rpm  dan  380  rpm,  sudut  potong utama  (κ r )  =  50 o ,  60 o ,  70 o dan  90 o ,  sedangkan kedalaman potong (a) = 1 mm dan gerak makan ( f ) = 0,231 dibuat konstan.
Manfaat hasil penelitian digunakan untuk mengetahui perbedaan umur pahat  dari dua  merk   berbeda pada kondisi pemotongan tertentu, sehingga dapat digunakan  sebagai dasar rencana proses pembubutan produk yang terbuat dari baja St-41.

## 2. STUDI  LITERATUR

## 2.1. Karatketristik dan Terminologi Proses Bubut
Proses  bubut  adalah  proses  pemesinan  untuk menghasilkan  baagian-bagian  mesin  (komponen) berbentuk silindris yang dikerjakan dengan mengunakan  mesin  bubut.    Adapun  prinsip  kerja mesin bubut adalah:
1. Benda  kerja  yang  berputar  menggunakan  pahat bermata  potong  tunggal (single-point  cutting tool).
2. Gerakan  pahat  sejajar  terhadap  sumbu  benda kerja  pada  jarak  tertentu,  sehingga  akan membuang permukaan luar benda kerja.
3. Proses bubut permukaan (surface turning) adalah proses  bubut  yang  identik  dengan  proses  bubut rata,  tetapi  arah  gerakan  pemakanan  tegak  lurus terhadap sumbu benda kerja. (3)
4. Proses  bubut  tirus (taper  turning) adalah  proses bubut  yang  identik  dengan  proses  bubut  rata, hanya  jalannya  pahat  membentuk  sudut  tertentu terhadap sumbu benda kerja.
Lima  elemen  dasar  pada  proses  pemesinan  bubut (1) , yaitu:
a. Kecepatan potong ( cutting speed )
; V (m/min)
b. Kecepatan makan ( feeding speed ) ; V f (mm/min)
c. Kedalaman potong ( depth of cut ) ; a (mm)
d. Waktu pemotongan ( cutting time )
; T m (min)
e. Kecepatan  penghasilan  geram  ( rate  of  metal removal )           ; Z (cm 3 /min)
Elemen  dasar  pada  proses  bubut  ( turning) dapat diketahui  atau  dihitung  menggunakan  rumus  yang dapat diturunkan berdasarkan Gambar 2.1.
Gambar 2.1Proses bubut (1)
1. Geometri benda kerja : d o = diameter awal (mm) d m = diameter akhir (mm) l t = panjang pemesinan Geometri pahat :          κ r = sudut potong utama ( o ) γ o = sudut geram ( o )
Kondisi pemesinan: a =  kedalaman pemakanan (mm) f =  pemakanan (mm/putaran) n =  putaran poros utama (rpm)
V =  kecepatan potong (m/min)
Dengan  diketahuinya besaran-besaran  di atas sehingga  kondisi  pemotongan  dapat  diperoleh sebagai berikut:
1. Kecepatan potong ( cutting speed )
. . ( / min) 1000 d n V m   2. Kecepatan pemakanan
  . / min f V f N mm 
3. Kedalaman potong (depth of cut)

##  
2 o m d d a mm  
1. Waktu pemotongan
  min t m f l T V  2. Laju pembuangan geram   3 . . . / min
MRR AV V f a cm   A = f . a  (cm 2 )

## 2.2. Krusakan dan Tipe Keausaan Pahat
Dalam  praktek,  umur  pahat  tidak  hanya  dipengaruhi oleh geometri pahat saja, melainkan juga oleh semua faktor yang berkaitan dengan proses pemesinan, yaitu antara  lain  jenis  material  pahat  dan  benda  kerja (specimen), kondisi  pemotongan  (kecepatan  potong, kedalaman  potong,  dan  gerak  makan),  cairan pendingin  dan  jenis  proses  pemesinan. (1,10) Selama proses pembentukan geram  berlangsung, pahat dapat mengalami  kegagalan  dari  fungsinya  yang  normal karena berbagai sebab, diantaranya:
1. Keausan  yang  secara  bertahap  membesar  pada bidang aktif pahat.
2. Retak  yang  menjalar  sehingga  menimbulkan patahan pada mata potong pahat.
3. Deformasi  plastik yang  akan mengubah bentuk/geometri pahat.
Keausan  dapat  terjadi  pada  bidang  geram  (Aγ)  atau pada bidang utama pahat (A 𝜶 ). Aus pada pahat dapat dikarakterisasikan pada beberapa jenis, yaitu: (10,14)
1. Aus Tepi (Flank Wear)
Keausan  yang  terjadi  pada  bidang  utama/mayor. Keausan tepi dapat diukur menggunakan micrometer atau mikroskop, Gambar 2.2.
Gambar 2.2  Keausan tepi (flank wear) dan keausan kawah (crater wear) (1,5,10,13,14)
2. Aus Kawah (Crater Wear)
Keausan  terjadi  pada  bidang  utama  dan  geram,
(Gambar  2.2).  Berdasarkan  bentuk  dan  posisi yang  spesifik,  keausan  pada  bidang  geram (creater  wear) diukur  dengan  menggunakan  alat
ukur kekerasan permukaan (roughness test).

## 2.3. Mekanisme Keausan dan Kerusakan Pahat
Berdasarkan  hasil  penelitian  keausan  dan  kerusakan pahat merupakan faktor yang dominan atau gabungan dari  beberapa  faktor  yang  tertentu.  Faktor-faktor penyebab tersebut, yaitu:
1. Proses Abrasif
2. Proses Kimiawi
3. Proses Adhesi
4. Proses Difusi
5. Proses Oksidasi

## 2.4. Umur Pahat dan Kriteria Umur Pahat
Umur  pahat  didefinisikan  sebagai  lama  waktu  yang diperlukan  untuk  mencapai  batas  keausan  yang ditetapkan.  Saat  proses  permesinan  berlangsung bahwa pahat telah mencapai batas keausan yang telah ditetapkan (umurnya) dari kriteria (8) .
1. Kenaikan gaya potong
2. Terjadinya getaran/chater
3. Penurunan kehalusan permukaan hasil pemesinan (permukaan kasar)
4. Perubahan dimensi produksi/geometri pahat
Harga  batas  keausan  yang  digunakan  sebagai petunjuk dari percobaan, dimana harganya tergantung dari  jenis  pahat  dan  benda  kerja,  seperti  pada  Tabel 2.1. (1, 8, 15)
Tabel 2.1 Contoh batas keausan kritis Jenis pahat Jenis benda kerja V B * (mm) K ** HSS Baja dan besi tuang 0,3 s/d 0,8 - Karbida Baja 0,3 s/d 0,8 0,3 Karbida Besi  tuang  dan  non ferrous ≤ 0,3 s/d 0,8 0,3 Karbida Baja dan besi tuang 0,3 s/d 0,8 -
Dimana:
V B * = harga keausan tepi ( flank wear )
K ** = rasio kawah ( crater rasio , K T /K M )
Persamaan  umur  pahat  pertama  kali  dikemukakan oleh  F.  W  Taylor  pada  tahun  1907,  dan  sering disebut dengan Taylor’s tool life equation .
Persamaan  hubungan  empiris  antara  kecepatan potong  dan  umur  pahat,  untuk  pahat  HSS  sebagai berikut:
. n T V T C  ditransformasi menjadi log log T LogV C n T  
dimana:
T =  umur pakai pahat (min)
V =  kecepatan potong (m/min)
n =  harga eksponen ditentukan dengan eksperimen Nilai  konstanta C T ,  ditentukan  secara  ekstrapolasi pada harga umur pahat ( T C ) = 1 menit.
Untuk  nilai n dapat  dihitung  dengan  persamaan berikut:
log log V n T    2 1 2 1 log log log log V V n T T    2.5. Teori Statistik

## 2.5.1. Metode Faktorial
Metode faktorial adalah salah satu metode yang banyak  digunakan  dalam  penelitian  teknik. Dengan  metode  ini  data  yang  diperoleh  adalah hasil  investigasi  terhadap  kombinasi  berbagai faktor  terlibat.  Jumlah  dan  level  faktor  yang diamati  adalah  dua  hal  penting  yang  sangat menentukan terhadap perencanan pengumpulan data,
kedua  hal  tersebut  pada  metode  faktorial  biasanya dituliskan dalam bentuk bilangan berpangkat, dimana bilangan  melambangkan  jumlah  level,  dan  pangkat melambangkan jumlah faktor. (16, 23)
Bila  ada  tiga  faktor  yang  akan  diamati  pengaruhnya terhadap  suatu  respon,  dari  masing-masing  faktor diambil  dua leevel, maka metotde  faktorial dinamakan  2 3 faktorial,  sehingga  akan  didapatkan delapan  kombinasi  faktor  yang  mempengaruhi respon. (16,  23)
Ada  tiga  metode  untuk  melambangkan  level  dari faktor  pada  metode  2 3 faktorial  yaitu:  “+”  atau  “1” untuk melambangkan level tinggi, “-“ atau “0” untuk melambangkan  level  rendah,  atau  menggunakan hurup  kecil  dari  masing-masing  faktor.  Untuk  lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2.2 dan Gambar 2.3.
Tabel 2.2  Disain matrik 2 3 faktorial
No A B C Label A B C 1 - - - (1) 0 0 0 2 + - - a 1 0 0 3 - + - b 0 1 0 4 + + - ab 1 1 0 5 - - + c 0 0 1 6 + -
+ ac 1 0 1 7 - + + bc 0 1 1 8 + + + abc 1 1 1

## 2.5.2 Algoritma Yates
Algoritma  Yates  merupakan  salah  satu  teknik  untuk menetukan  estimasi  efek  dan  jumlah  kuadrat  pada rancangan  faktorial.  Kombinasi  perlakuan  ditulis kebawah  dalam  urutan  standar  ( Standar  Order ), masing-masing taraf dikombinasikan secara berurutan setiap himpunan dari taraf faktor. (16)
Dalam desain faktorial 2 3 acak sempurna, eksperimen telah  dilakukan  replikasi  sebanyak  r  kali  dalam  tiap sel.  Dengan  jalan  mengambil  jumlah  respon  hasil reflikasi  dalam  tiap  sel,  maka  masing-masing  harga untuk tiap kombinasi perlakukan dapat ditentukan.

## 2.5.3 Response Surface Methodology (RSM )
Response  Surface  Methodology (RSM)  merupakan kumpulan  teknik  matematik  dan  statistik  yang digunakan untuk modeling dan analisis permasalahan pada respon yang dipengaruhi oleh beberapa variabel, bertujuan memperoleh optimasi respon.
Pada penelitian ini rancangan percobaan menggunakan  kecocokan  model  CCD  dengan  tiga faktor,  masing-masing  faktor  terdiri  dari  dua  level, dan  enam  titik  pusat,  percobaan  dilakukan  dengan satu kali pengulangan.
Perhitungan  opimasi  pengaruh  kecepatan  putar spindle  (n),  dan  sudut  potong  utama  (κ r )  terhadap umur  pahat  (T c )  menggunakan  RSM  dengan kecocokan  model  CCD.  Persamaan  RSM  orde  dua yaitu. (23)
2 1 1 k k o i i ii i ij i j i i i j Y X X X X               
Dimana Y adalah respon umur pemakaian pahat (T c ). β o adalah  konstanta.  β i, β ii, β ij adalah  koefisien  dari faktor atau variabel bebas X dengan tanpa kode .

## 2.5.4 Regresi Berganda
Regresi  adalah  bentuk  hubungan  fungsional  antara variabel  respon  dan  prediktor.  Guna  regresi  adalah untuk  memprediksi.  Bila  sebuah  variabel  terikat ( dependent  variabel )  atau  respon  y  tergantung  atau dipengaruhi oleh k variabel bebas misal: x 1 , x 2 , x 3 , .... x k , maka hubungan antara variabel ini disebut regresi berganda  (multi  linier  regression),  secara  matematis dapat ditulis sebagai berikut:
1 1 2 2 3 3 ... o k k Y X X X X             
Persamaan diatas dalam bentuk persamaan matrik:
y X    
Model persamaan fitted regression adalah:
y Xb

## 

## 2.5.4 Analisis Varian  (Anova)
Analisa  varian  (anova)  adalah  metoda  yang digunakan  untuk  membuktikan  kebenaran  pengaruh dari  setiap  variabel  terhadap  respon  apakah  masing- masing  perlakukan  memberikan  pengaruh  atau  tidak terhadap  respon,  keputusan  untuk  menolak  atau menerima  hipotesa H o diambil  dengan  jalan membandingkan  nilai  rasio F o yang  diperoleh terhadap F a,  a-1,  N-a menggunakan  kurva F .  Prosedur yang  dilakukan  untuk  mendapatkan  rasio F o secara teoritis  adalah  sebagaimana  dapat  dilihat  pada  Tabel 2.3. (23)
Tabel 2.3 Anova untuk 2 3 faktorial (23) Faktor Sum of Square (SS) Degree of Freedom (DF) Mean Square (MS) F 0 A treatment SS A (a-1) MS A MS A /MS E B treatment SS B (b-1) MS B MS B /MS E C treatment SS C (c-1) MS C MS C /MS E AB treatment SS AB (a-1) (b-1) MS AB MS AB /MS E AC treatment SS AC (a-1) (c-1) MS AC MS AC /MS E BC treatment SS BC (b-1) (c-1) MS BC MS BC /MS E ACB treatment SS ABC (a-1) (b-1) (c-1) MS ABC MSA BC /MS E Error SS E abc (n-1) MS E Total SS T abcn-1

## Dimana:
A, B, dan C adalah
: faktor/variabel
a, b, c, ab, ac, bc, abc adalah : tingkat pengaruh terhadap respon

## 4. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tahaan penelitian  yang akan dilaksanakan adalah sebagai berikut:
a. Persiapan alat dan bahan
b. Pelaksanaan pengujian
c. Pengolahan dengan factorial desain 2 3
d. Menentukan nilai n dan C T dari persamaan
Umur pahat Taylor e. Response Surface Methodology (RSM)
f. Analisis pengaruh variabel proses terhadap umur pahat
g. Pengambilan kesimpulan
Tabel 4.1Tiga variabel input dengan dua level
Kecepatan Putar Spindle (n) (rpm) Sudut Potong Utama (κ r ) ( o ) Merk Pahat HSS (M) - + - + - + 280 360 70 90 Bohler MO Rapid Exstra 1200 ASSAB 17 Sweden 3.2   Diagram Alir Penelitian 5. Pembahasaan

## 4.1. Deskripsi Pengujian
Pada  pelaksanaan  pengujian,  parameter  pemesinan yang  divariasikan  adalah  kecepatan  putar  spindle (n)  =  280  rpm  dan  360  rpm,  geometri  pahat  yang divariasikan adalah  sudut potong utama (κ r )  =  50 o , 60 o , 70 o dan 90 o .
Objek  yang  akan  diselidiki  dalam  penelitian  ini adalah:
a. Menganalisa  peningkatan  keausan  tepi  (V B ) terhadap umur pahat.
b. Pengaruh  kecepatan  putar  spindle  dan  sudut potong  utama  yang  divariasikan  terhadap umur pahat.
c. Menentukan  harga  eksponen  n  dan  konstanta C T dari persamaan umur pahat Taylor.

## 4.2. Rancangan Pengujian
Pada  penelitian  ini,  untuk  menentukan  umur  pahat digunakan  desain  eksperimen,  yaitu  rancangan faktorial  2 3 ,  dengan  tiga  variabel  yang  masing- masing memiliki dua level.
Pada  eksperimen  ini  diperoleh  desain  faktorial  2 3 seperti  dalam  Tabel  4.1  dan  Tabel    4.2.  Dengan demikian,  maka  diperlukan  delapan  kondisi,  atau delapan  kombinasi  perlakukan yang berbeda-beda, untuk mendapatkan umur pahat.
Tabel 4.2 Desain faktorial 2 3 No. Kecepatan Putar Spindle (n) (rpm) Sudut Potong Utama (κ r ) ( o )
Merk Pahat HSS (M) Umur Pahat (T c ) (menit) 1 280
70 Bohler MO Rapid Exstra 1200
2 360 70 3 280 90 4 360 90 5 280
70 ASSAB 17
Sweden
6 360 70 7 280 90 8 360 90
Pelaksanaan  pengujian  dilakukan  dengan  tahapan- tahapan sebagai berikut:
1. Menyiapkan  benda  kerja  yang  berbentuk  poros dengan diameter 25,4 mm dan panjang 200 mm.
2. Memasangkan  benda  kerja  pada  cekam  ( chuck ) mesin bubut, dan senter putar pada kepala  lepas.
3. Memasang  pahat  pada  tool  post,  kemudian menyeting  pahat  tegak  lurus  terhadap  sumbu spindle, dan ujung pahat setinggi senter.
4. Melakukan    pengujian  proses  pembubutan silindrik  dengan  variabel  proses  pemesinan  yang telah  ditentukan,  mengukur  waktu  pemotongan dengan menggunakan stopwatch , lama pemantauan  keausan  sampai  batas  kritis  keausan tepi (V B max = 0,300 mm).
5. Menghentikan  mesin,  kemudian  melakukan pengukuran  keausan  tepi  pahat  menggunakan micrometer.
6. Apabila pada pengukuran pertama  batas keausan kritis  belum  tercapai,  maka    melakukan  kembali proses    pembubutan  sampai  batas  keausan  yang ditetapkan. Umur pahat merupakan seluruh waktu pemotongan,  sehingga  dicapai  batas  keausan yang ditetapkan,yaitu V B = 0,300 mm.
7. Untuk  pengujian  kedua,  melakukan  kembali proses  pembubutan  dengan  variabel  proses pemesinan yang sesuai dengan susunan pengujian,  dan  melakukan  kembali  pengukuran keausan tepi.

## 4.3 Data Hasil Penguian Tahap Pertama
Data  umur  pahat  hasil  pengujian  proses  pembubutan baja St-41, seperti pada Tabel 4.3 .
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Tahap Pertama No. Kecepatan Putar Spindle (n) (rpm) Sudut Potong Utama ( κ r ) ( o )
Merk Pahat HSS (M) Umur Pahat (T c ) (menit) 1 280 70 Bohler MO Rapid Exstra 1200 97,53 2 360 70 59,50 3 280 90 84,23 4 360 90 52,50 5 280 70 ASSAB 17 Sweden 104,18 6 360 70 70,00 7 280 90 86,45 8 360 90 56,00
Dari  hasil  pengujian  didapat  gesekan  terpanjang untuk  pahat  HSS  Bohler  MO  Rapid  exstra  1200, terjadi  pada  kecepatan  putar  spindel  280  rpm,  dan sudut potong utama 70 o , yaitu 2.113.151 mm.
Untuk  pahat  HSS  ASSAB  17  Sweden  panjang gesekan  terjadi  pada  kecepatan  putar  spindel  280 rpm,  dan  sudut  potong  utama  70o,  yaitu  2.255.  561 mm.

## 4.5. Pengolahan Data Hasil Pengujian Tahap
Pertama
Dari data  yang diperoleh  hasil  pengujian,  kemudian dilakukan  pengolahan  yaitu  dengan  menggunakan metode Algoritma Yates. Tabel 4.4.
Tabel 4.4  Algoritma Yates untuk melihat pengaruh n, κ r , dan M  terhadap umur pahat.
No Umur Pahat (T c ) (min) I II III divider Estimates 1 97,53 157,03 293,76 610,39 8 76,30 rata-rata 2 59,50 136,73 316,63 -134,39 4 -33,60 n 3 84,23 174,18 -69,76 -52,03 4 -13,01 κ r 4 52,50 142,45 -64,63 10,03 4 2,51 n κ r 5 104,18 -38,03 -20,3 22,87 4 5,72 M 6 70,00 -31,73 -31,73 5,13 4 1,28 n M 7 86,45 -34,18 6,3 -11,43 4 -2,86 κ r M 8 56,00 -30,45 3,73 -2,57 4 -0,64 n κ r M
Dari  pengolahan  data  diatas  dapat  diperoleh  bahwa parameter yang dapat memberikan pengaruh terhadap umur pahat yaitu:
1. Kecepatan  putar  spindle  sebesar  33,60 menit, artinya apabila mengubah kecepatan putar  spindle  dari  360  rpm  menjadi  280 rpm,  maka akan   memperbesar umur pahat sebesar 33,60 menit.
2. Sudut  potong  utama  sebesar  13,60  menit, artinya  apabila  mengubah  sudut  potong utama  dari  90 o menjadi  70 o ,  maka  akan memperbesar  umur    pahat  sebesar  13,60 menit.
3. Merk  pahat  5,72  menit,  artinya  apabila mengganti  penggunaan  pahat  dari  HSS Bohler  MO  Rapid  Exstra  1200  menjadi
ASSAB 17 Sweden, maka akan
memperbesar  umur  pahat  sebesar  5,72
menit.
Dua  variabel  yang  berpengaruh  terhadap  umur  pahat, yaitu kecepatan putar spindel dan sudut potong utama.
Berdasarkan hasil pengujian pertama yang dilaksanakan  dengan  cara  membentuk  sudut  potong utama  70 o dan  90 o ,  kecepatan  putar  spindle  280  rpm dan 360 rpm ditemukan adanya perbedaan umur  pahat antara  pahat  HSS  Bohler  MO  Rapid  Exstra  1200  dan HSS ASSAB 17 Sweden, yaitu sebesar 5,72 menit.
Di  dalam  hal  tersebut  dengan  pendugan,  jika mengubah sudut potong utama, maka umur pahat akan meningkat.  Untuk  membuktikan  hal  tersebut,  maka dilakukan pengujian tahap kedua   menggunakan pahat HSS  ASSAB  17  Sweden,  dengan    mengubah  sudut potong  utama,  yaitu  sudut  potong  utama  50 o dan  60 o , dengan kecepatan putar spindel 280 rpm dan 360 rpm .

## 4.6. Data Hasil Pengujian Tahap Kedua
Data  umur  pahat  hasil  pengujian  tahap  kedua  pada proses pembubutan baja St-41, Seperti pada tabel 4.6. Tabel 4.6 Data hasil pengujian tahap kedua No. Kecepatan Putar Spindel (n) (rpm) Sudut Potong Utama (κ r ) ( o ) Umur Pahat (T c ) (menit) 1 280 50 164,03 2 360 50 103,25 3 280 60 131,30 4 360 60 77,00
Dari  hasil  perhitungan  panjang  gesekan  pada  tahap kedua dengan pahat HSS ASSAB 17 Sweden, terjadi pada  kecepatan  putar  spindel  280  rpm,  dan  sudut potong utama 50o, sebesar 3.542.147 mm.
.
4.7 Pengolahan  Data  Hasil  Pengujian  Tahap Kedua
Dari data yang diperoleh hasil pengujian tahap kedua, kemudian  dilakukan  pengolahan  yaitu  dengan menggunakan metode Algoritma Yates , hasil pengolahan data seperti pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Pengolahan data dengan Algoritma Yates No. Umur pahat (T c ) (min) I II divider Estimates 1 164,03 267,28 475,58 4 118,90 rata-rata 2 103,25 208,3 -115,08 2 -57,54 n 3 131,30 -60,78 -58,98 2 -29,49 κ r 4 77,00 -54,3 6,48 2 3,24 n κ r
Dari hasil pengolahan data di atas, dengan perubahan variabel  sudut  potong  utama,  data  yang  dihasilkan mengalami peningkatan, dibandingkan dengan pengujiaan  tahap  pertama.    Parameter  yang  dapat memberikan pengaruh terhadap umur pahat, yaitu:
1. Kecepatan  putar  sepindle  sebesar  -57,54  menit, artinya  apabila  mengubah  kecepatan  putar spindle  dari  360  rpm  menjadi  280  rpm,  maka akan  memperbesar  umur  pahat  sebesar  57,54 menit.
2. Sudut  potong  utama  sebesar  -29,49  menit, artinya  apabila  mengubah  sudut  potong  utama dari  60 o menjadi  50 o ,  maka  akan  memperbesar umur  pahat sebesar 29,49 menit.
Dari  hasil pengujian tahap pertama dan tahap kedua, setelah  dianalisis  dengan  metode  Algoritma  Yates, maka  dapat  disimpulkan  bahwa  parameter  yang berpengaruh  terhadap  umur  pahat  adalah  kecepatan putar spindel dan sudut potong utama.

## 4.8.  Kriteria Umur Pahat
Dari  hasil  pengujian  akan  dibuat  grafik  hubungan antara  umur  pahat  dengan  kecepatan  potong.  Dari hasil  pengujian  akan  dibuat  grafik  hubungan  antara umur pahat dengan kecepatan potong.
Dari  data  tersebut  dibuat  grafik  logaritma,
(Gambar  4.1  dan    Gambar  4.2),  dan  umur  pahat dianggap sebagai fungsi dari kecepatan potong. Gambar 4.1 Grafik  logaritma  kecepatan  potong  dengan  umur  pahat  HSS  Bohler  MO  Rapid Exstra 1200
Gambar 4.2
Grafik logaritma kecepatan potong dengan umur pahat HSS  ASSB 17 Sweden Rumus  umur  pahat  Taylor n T V T C  ,    dimana nilai  n  sangat  ditentukan  dari  karakteristik  benda kerja dan material alat potong yang digunakan.. Nilai konstanta C T ditentukan pada titik dimana umur pahat
T C =  1  menit . Nilai  n  dihitung  dengan  Persamaan berikut:
2 1 2 1 log log log log V V n T T   
sedangkan  kecepatan  putar  dihitung  dengan  rumus:
1000 d n V  
Nilai  n  =  0,474,  dari  gambar  4.1  dapat  ditentukan untuk T C =  1  menit,  maka C T =  37,6,  sehingga persamaan umur pahat untuk HSS Bohler MO Rapid Exstra 1200 adalah V.T 0,474 = 37,6
Nilai n = 0,226, dari gambar 4.2 dapat ditentukan untuk T C =  1  menit,  maka C T =  32,  sehingga persamaan  umur  pahat  Taylor  untuk  HSS ASSAB 17 Sweden adalah V.T 0,226 = 32.

## 4.9.  Response Surface Methodology (RSM)
Metode  RSM  digunakan  untuk  mencari  harga optimim  dari  sebuah  pengujian,  untuk  pengujian umur  pahat  dilakukan  dengan  menggunakan  tiga variabel, yang masing-masing variabel terdiri dari dua  level .  Data  hasil  pengujian di analisis secara  statistik dengan  bantuan  software  Minitab 15,  diolah  dan  didapat  hasil  seperti  pada  Tabel 4.8, dan Tabel 4.9.
Tabel 4.8.
Uji parameter koefisien regresi umur paahat
Dari  hasil  pengolahan  dengan  Minitab  15,  diperoleh bentuk persamaan orde dua Y , untuk umur pahat (T c ). Persamaan linier orde dua umur pahat (T c ), adalah:
    1 2
359 0,520 1, 42 Y X X   
Dimana: X 1 = kecepatan putar spindle X 2 = sudut potong utama
Dari analisia varian  sebagaimana dapat dilihat pada tabel  anava  dan  persamaan  (tabel  4,9),    diperoleh nilai  P  lebih  kecil  dari  0,05,  artinya  bahwa persamaan dapat diterima untuk  mempersentasikan hubungan antara kecepatan putar spindle (n), sudut potong utama (κ r ) dengan respon (umur pahat).
Regression Analysis: Umur  pahat versus Kecepatan putar spindel; Sudut potong utama.
The regression equation is
Umur  pahat = 359 - 0,520 Kecepatan putar spindel
- 1,42 Sudut potong utama Predictor                                            Coef            SE Coef                  T              P Constant                                        358,86                33,15          10,83       0,000 Kecepatan putar spindel         -0,51973            0,08783          -5,92       0,000 Sudut potong utama                  -1,4240              0,2402          -5,93       0,000 S = 12,1698                     R-Sq = 88,6%                  R-Sq(adj) = 86,1% Analysis of Variance Source                          DF               SS             MS              F             P Regression                     2     10390,9      5195,5      35,08     0,000
Residual Error               9        1332,9        148,1
Total                             11     11723,9
90 75 50 100 150 60 300 330 360 Umur pemakaian pahat Sudut potong utama Kecepatan putar spindel Surface Plot of Umur pemakaian p vs Sudut potong uta; Kecepatan putar Kecepatan putar spindel S u d u t p o to n g u ta m a 360 345 330 315 300 285 90 80 70 60 50 > – – – – – <   60 60 80 80 100 100 120 120 140 140 160 160 pahat pemakaian Umur Contour Plot of Umur pemakaian p vs Sudut potong uta; Kecepatan putar
Tabel 4.9.
Anova umur pahat
General Linear Model: Umur  pahat versus Kecepatan putar spindel; Sudut potong utama
Factor                                    Type    Levels      Values Kecepatan putar spindel    fixed            2     280; 360 Sudut potong utama           fixed            4      50; 60; 70; 90
Merk pahat                           fixed            2      Assab; Bohler
Analysis of Variance for Umur  pahat, using Adjusted SS for Tests
Source                                    DF       Seq SS        Adj SS       Adj MS                F              P Kecepatan putar spindel      1        5186,3       5537,4       5537,4      812,49      0,000 Sudut potong utama             3        6046,6       4366,2       1455,4      213,55      0,001 Merk pahat                             1            65,4            65,4           65,4           9,59      0,053 Kecepatan putar spindel*    3          405,2         405,2          135,1        19,82      0,018 Sudut potong utama Error                                        3              20,4          20,4              6,8 Total                                      11       11723,9 S = 2,61061                    R-Sq = 99,83%                  R-Sq(adj) = 99,36%

## 4.10.  Analisis Karakteristik Permkaan Respon
Model response  surface ditunjukan  dengan  cara membuat plot contour respon (umur pahat) dengan tiga faktor  yang  mempengaruhi  respon,  yaitu  fungsi kecepatan putar spindle, sudut potong utama dan merk pahat.
Hasil running untuk  program response  surface menghasilkan  dua  gambar  berupa  Grafik Contour dan
Grafik Surface seperti pada Gambar 4.3.
Penentuan  kondisi  optimum  dari  faktor  di  atas dibuktikan  dengan  bentuk  kurva  tiga  dimensi  yang membentuk  puncak  optimum  seperti  pada  Gambar
4.4
Umur  pahat  optimum  tidak  dapat  dicapai,  karena kecepatan  putar  semakin  rendah,  dan  sudut  potong utama semakin kecil umur pahat semakin besar.
Gambar 4.3  Plot kontur umur pahat (T c ) vs  n dan  ( κ r) Gambar 4.4  Plot kontur umur pahat (T c ) vs  n dan  ( κ r)
360 280 140 120 100 80 90 70 60 50 Bohler Assab 140 120 100 80 Kecepatan putar spindel M e a n Sudut potong utama Merk pahat Main Effects Plot for Umur pemakaian pahat Data Means 4.11. Output Main Effect Plot Umur Pahat
Gambar 4.5   Grafik main effect plot untuk variabel dependen umur  pahat
Dari grafik di atas terdapat perbedaan umur pahat HSS yang  cukup  landai  antara  merk  ASSAB  17  Sweden dengan  Bohler  MO  Rapid  Exstra  1200.  Pahat  HSS merk  ASSAB  17  Sweden  memiliki  umur    pahat  rata- rata  sebesar  99,03  menit,  sedangkan  pahat  HSS  merk Bohler  MO  Rapid  Exstra  1200  memiliki  umur  pahat rata-rata sebesar 77,44 menit.
Perbedaan  kecepatan  putar  spindle  terhadap  umur pahat  lebih tajam  jika dibandingkan dengan perbedaan merk  pahat.  Kecepatan  putar  spindle  (n)  280  rpm memiliki  umur  pahat  rata-rata  sebesar  111,28  menit, sedangkan  kecepatan  putar  spindle  (n)  360  rpm memiliki umur pahat rata-rata sebesar 69,71 menit.
Perbedaan  sudut  potong  utama  terhadap  umur  pahat, hampir  sama  dengan  ketajaman  perbedaan  kecepatan putar  spindle.  Sudut  potong  utama  (κ r )  50 o memiliki umur  pahat  rata-rata  sebesar  133,64  menit,  sudut potong  utama  60 o memiliki  umur  pahat  rata-rata sebesar 104,15 menit, sudut potong utama 70 o memiliki umur    pahat  rata-rata  sebesar  82,80  menit,  dan  sudut potong  utama  90 o memiliki  umur  pahat  rata-rata sebesar 69,79 menit.
Dengan  demikian  dapat  dikatakan  bahwa  umur  pahat tertinggi dari proses pemesinan dengan kecepatan putar spindle terendah, sudut potong utama terkecil,  dimiliki oleh pahat HSS merk ASSAB 17 Sweden.

## 5.Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  pembahasan  yang telah  dilakukan  dalam  penelitian  ini,maka  dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Umur  pahat  terbesar  164,03  menit,  dengan panjang  gesekan  3.542.174  mm  terjadi  pada pahat HSS ASSAB 17 Sweden pada kecepatan putar spindel 280 rpm, dan sudut potong utama 50 o
2. Parameter  yang  berpengaruh  terhadap  umur pahat adalah kecepatan putar spindel dan sudut potong utama.
3. Persamaan umur pahat Taylor untuk pahat HSS Bohler  MO  Rapid  Ekstra  1200  yaitu VT 0,474 = 37,6 , dan untuk pahat HSS ASSAB 17 Sweden yaitu VT 0,226 = 32.
4. Hasil  perhitungan  menggunakan  software Minitab dengan metode multi linier regression , menghasilkan  persamaan  regresi  linier  umur pahat, yaitu:
Y = 359 – 0,520 (X 1 ) – 1,42 (X 2 ), dengan X 1 = Kecepatan  putar  spindel,  X 2 =  Sudut  potong utama, dan Y = Respon umur pahat
5. Dari  Anova  diperoleh  bahwa  kecepatan  putar spindel,  sudut  potong  utama,  dan  interaksi kecepatan  puatr  spindel  dengan  sudut  potong utama  semua  menunjukan  signifikan.  Hal tersebut  dilihat  dari  F hitung >  F tabel ,  dan  P value < dari level signifikan 5%.
6. Gambar  plot contour tiga  dimensi  menunjukan kecepatan  putar  spindel  semakin  rendah,  dan sudut  potong  utama  semakin  kecil  umur  pahat semakin  besar,  sehingga  tidak  ditemukan  umur pahat optimim. Umur pahat akan optimim ketika pahat tidak digunakan.

## 5.1 Saran
Dari penelitian yang telah dilakukan, maka saran-saran yang dapat diberikan yaitu:
1. Penelitian  perlu  dikembangkan  lebih  lanjut dengan  memvariasikan  jenis-jenis  sudut  pahat yang  lebih  spesifik,  agar  kecenderungan  terlihat lehih jelas .
2. Perlu  dilakukan  penelitian  pada  material  benda kerja  dengan  diameter  berbeda,  dan  lebih  keras seperti baja karbon medium.
3. Perlu  dilakukan  penelitian  pada  material  St-41 dengan variasi sudut geram ( side rake angle ), dan menggunakan cairan pendingin.

## 6.Pustaka
1. Rochim,  T.  (1993): Teori  dan  Teknologi Proses Pemesinan , Laboratorium Teknik
Produksi, FTI, Institut Teknologi Bnadung.
2. Boothroyd. G.  (1975): Fundamental of Metal Cutting, Mc. Graw-hillco, New York.
3. Widarto.  (2008): Teknik  Pemesinan  jilid  2 , Direktorat Jendral Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional.
4. Groover.  M.  P.    (1997): Fundamental  of Modern  Manufacturing ,  Profesor  of
Industrial  and  Systems  Engineering, Lehigh University.
5. Schmid. K. (2001), Manufacturing Engineering  and  Technologi ,  Prentice Hall.
6. Coromant.  S.   (2003), Technical  Information ,
Tool wear.
7. Budiman. H.  dan Richard. (2007): Analisa Umur  dan  Keausan  Pahat  Karbida untuk  Membubut  Baja  Paduan  (ASSAB 760)  dengan  Metode  Variabel  Speed Machining Test.
8. Suprapto.  A.  Iswantoko.  A  dan  Widyastuti. I  (2013): Evaluasi  Dampak  Cryogenic
Treatment dan Temper terhadap Karakteristik Keausan dan Umur Pahat Karbida  pada  Pembubutan  Al  T-6061 ,
Universitas Merdeka Malang
9. Schonmetz.  A,  Sinnl.  P,  Heuberger.  J. (1985): Pengerjaan  Logam  dengan Mesin , ANGKASA Bandung.
10. Oerbandono.  T.,  Andika.  R: Pengaruh Putaran  Spindle  dan  Defth  of  Cut terhadap keausan Pahat Positif Rhombic Insert pada Proses Turning. 11. Dalimunthe. R, (2009): Pengaruh
Kecepatan  Potong  terhadap  Umur
Pahat  HSS  pada  Proses  Pembubutan AISI  4340 ,  Fakultas  Teknik  Universitas Sang Bumi Ruwa Jurai. 12. Sonawan.  H.  (2015): Catatan  kuliah Perancangan dan percobaan, Universitas Pasundan Bandung.