## PENGARUH RADIUS POJOK TERHADAP KEKASARAN

## PERMUKAAN PADA PRODUKSI SILINDERIS AA-6061

## MENGGUNAKAN PROSES BUBUT
Sudjatmiko 1), Darto, 2) Rusdijanto, 3) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang 1,2,3) Email:




3) 
 
ABSTRACT 
 
Research machining with turning process, carried out in 6061 AA- workpiece material, 
using the HSS has a standard geometry. The problem is the corner radius (RCB), 
spindle rotation (n), the motion eat (f) and the cutting depth (a) constant to produce 
lathe AA-6061 with the desired surface and is capable of producing a high production 
capacity. The regression model can describe the relationship between the combination 
of cutting parameters and corner radius produces minimum surface roughness. Round 
spindle is a dominant effect on the surface roughness, followed by motion meal, corner 
radius (RCB). By using Response Surface Methodology (RSM), the alleged best 
regression model for surface roughness (SR) at 95% confidence level at 900 rpm 
spindle rotation, motion eat 115 mm / put and corner radius 1.25 mm is : 
y
�
= 0,9005
−
0,1285 x
1
+ 0,064 x
2
−
0,125 x
3
+ 0,68 x
1
2
+ 0,0164x
2
2
+ 0,1135x
3
2
+
0,128x
1
x
2
+ 0,0655x
1 
x
3
+
0,14x
2
x
3
.  Results obtained by iterating the main influence 
on the conditions of rotation of 950 rpm, 90 mm motion eat / put and corner radius 1.50 
mm produces the value of surface roughness( SR) 0,360 µm. 
 
Key words :AA-6061, Radius Corner, Response Surface Methodology (RSM), surface 
roughness 
 
1.
 
Pendahuluan 
Radius Pojok pada pahat proses bubut merupakan bagian terpenting untuk 
menghasilkan kekasaran permukaan, jika radius pojok kecil,maka berdampak pada 
umur pahat yang relatip pendek [1].  Adapun faktor yang mempengaruhi kekasaran 
permukaan  halus    antara lain ; kecepatan potong/putaran spindel, radius pojokbesar, 
gerak makan dan cairan pendingin.  Kualitas permukaan akhir pada umumnya 
ditentukan secara linier dengan dimensi geometris pada proses pemotongan logam 
secara inheren siklik, akibat adanya gaya potong yang menekan pada benda kerja saat 
proses bubut, sehingga terjadinya spring back yang diikuti gaya geser, yang 
mengakibatkan terjadinya pembentukan geram. [2]. Hasil uji mampu mesin telah 
menunjukkan bahwa peningkatan radius pojok besar dapat memperpanjang umur pahat 
(
life tool
) diikuti dengan kecepatan potongyang tinggi.Misalnyapahat potong HSS yang 3)

## ABSTRACT
Research machining with turning process, carried out in 6061 AA- workpiece material, using the HSS has a standard geometry. The problem is the corner radius (RCB), spindle rotation (n), the motion eat (f) and the cutting depth (a) constant to produce lathe AA-6061 with the desired surface and is capable of producing a high production capacity. The regression model can describe the relationship between the combination of cutting parameters and corner radius produces minimum surface roughness. Round spindle is a dominant effect on the surface roughness, followed by motion meal, corner radius (RCB). By using Response Surface Methodology (RSM), the alleged best regression model for surface roughness (SR) at 95% confidence level at 900 rpm spindle rotation, motion eat 115 mm / put and corner radius 1.25 mm is : y � = 0,9005 − 0,1285 x 1 + 0,064 x 2 − 0,125 x 3 + 0,68 x 1 2 + 0,0164x 2 2 + 0,1135x 3 2 + 0,128x 1 x 2 + 0,0655x 1 x 3 + 0,14x 2 x 3 .  Results obtained by iterating the main influence on the conditions of rotation of 950 rpm, 90 mm motion eat / put and corner radius 1.50 mm produces the value of surface roughness( SR) 0,360 µm.
Key words :AA-6061, Radius Corner, Response Surface Methodology (RSM), surface roughness

## 1. Pendahuluan
Radius Pojok pada pahat proses bubut merupakan bagian terpenting untuk menghasilkan kekasaran permukaan, jika radius pojok kecil,maka berdampak pada umur pahat yang relatip pendek [1].  Adapun faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan  halus    antara lain ; kecepatan potong/putaran spindel, radius pojokbesar, gerak makan dan cairan pendingin.  Kualitas permukaan akhir pada umumnya ditentukan secara linier dengan dimensi geometris pada proses pemotongan logam secara inheren siklik, akibat adanya gaya potong yang menekan pada benda kerja saat proses bubut, sehingga terjadinya spring back yang diikuti gaya geser, yang mengakibatkan terjadinya pembentukan geram. [2]. Hasil uji mampu mesin telah menunjukkan bahwa peningkatan radius pojok besar dapat memperpanjang umur pahat ( life tool ) diikuti dengan kecepatan potongyang tinggi.Misalnyapahat potong HSS yang
digunakan  untuk membubut baja paduan, dimana peralatan yang digunakan dapat digunakan untuk mendeteksi catastrophic   pada  keausan  tepi pahat, sekaligus dapat digunakan untuk menentukan kriteria keausan tepi pahat.Radius pojok besar  sering digunakan sebagai batas untuk melihat getaran yang terjadi, akan tetapi dengan radius pojok besar membuktikan bahwa dengan kondisi pemotongan secara ekperimental dan secara teoiritis nilai kekasaran permukaan (SR) masih baik, kecuali dengan perubahan gerak makan yang kecildengan mempergunakan Response Surface Methodology [3] .
Permasalahannya adalah besarnya radius pojok , putaran spindel dan gerak makan yang optimum untuk menghasilkan produk bubut AA-6061 dengan permukaan yang halus[4].  Dengan  mempertimbangkan faktor-faktor tersebut di atas, dilakukan pengembangan  untuk melakukan penelitian yang  terkait proses pemotongan menggunakan mesin bubut CNC  TU-2A. Parameter pemotongan yang divariasikan meliputi  putaran spindel ,  gerak makan ,radius pojok. Tujuan penelitian ini, untuk mendapatkan model matematis yang dapat menggambarkan hubungan antara parameter pemotongan terhadap kekasaran permukaan (SR)[4].  Kondisi yang paling berpengaruh dimaksud adalah putaran spindel, radius pojok dan gerak makan untuk memperoleh nilai kekasaran permukaan produk bubut yang kecil.

## 2. Tinjauan Pustaka

## (1).      MesinBubut
Skematis dari proses bubut dan gaya gaya yang terjadi dapat dilihat pada gambar 1, dimana gaya makan (Fz), gaya radial  (Fx) dan gaya aksial/potong (Fc), sedangkan putaran  poros utama (n),gerakmakan ( f) , kedalaman pemakanan (a)[5].
Gambar1.Proses Bubut dengan gaya-2 Potong yang terjadi [5]
Sudjatmiko … Pengaruh Radius 27
Adapun bentuk-bentuk radius pojok pahat ditunjukkan pada gambar 2.
(2).     Parameter pemesinan [7]
 Kecepatanpotong( Cutting speed ) 𝒗𝒗 = 𝝅𝝅 . 𝑫𝑫 . 𝒏𝒏 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 � 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒏𝒏 −𝟏𝟏 ( 𝟏𝟏 )
 Kecepatan makan(Pemakanan)( Vf = f x n (mm.min -1 )  Kedalaman Potong (d cut ) 𝒅𝒅 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 = 𝑫𝑫 − 𝒅𝒅 𝟐𝟐 𝒎𝒎𝒎𝒎 ( 𝟐𝟐 )
 Waktu Pemotongan (tc)
𝒄𝒄 𝒄𝒄 = 𝒍𝒍 𝒄𝒄 𝒗𝒗 𝒇𝒇 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒏𝒏 ( 𝟑𝟑 )
( 3).  KekasaranPermukaan (SR)
Kekasaran  permukaan  adalah  salah  satu  penyimpangan yang disebabkan  oleh  kondisi pemotongan  dari proses pemesinan. Oleh  karena  itu, untuk  memperoleh  produk bermutu  berupa  tingkat  kepresisian yang tinggi  serta  kekasaran  permukaan yang baik, perlu didukung oleh proses pemesinan yang tepat.  Karakteristik kekasaran permukaan dipengaruhi  oleh  factor  kondisi  pemotongan  dan  geometri  pahat  [8].  Gambar  3 menunjukkan rerata luasan dari potongan kurva kekasaran.
Gambar 2.  Konfigurasi bentuk radius Pojok pahat bubut [6].
Kekasaran  permukaan ( SR ) yang real dapat  dihitung  atau  diketahui  denga  nmelalui pengukuran terhadap bendauji dengan menggunakan alat yang disebut surface tester .

## 3. Metodologi Penelitian
Pada penelitian ini material yang dipilih AA-6061 [9] dengan dimensi, panjang 130 mm dan diameter 22 mm  dengan  menggunakan  Mesin EMCO TU.CNC-2A.  Komposisi kimianya  AA-6061  adalah; 0,2500% Cu. 0,6050 % Si, 0.1820 % Fe, 0.0086 %
Mn,0.8810% Mg,0.1120 % Cr,0.006 % 0.0108 % Zn, 0.0182 % Ti,0.0021 %Na, 0.0005 % Ca, 0.0044 % Ni, 0.0006 % Sn,Al.97.9 balance [10].  Pahat  bubut yang digunakan adalah HSS S700 yang dilengkapi dengan radius pojok (ns) didesain sesuai penelitian.
Adapun  komposisi  kimianya; terdiri  dari 1,25% C, 0,40% Cr, 3,60% Mo, 3,20% V,
9,30% W, dan 10% Co.[7]. Putaran spindel (n), gerak makan (f), dan radius pojok (Rcb) divariasikan.    Kombinasi-kombinasi yang dapat  dilakukan  terhadap  ketiga variable bebas  berdasarkan Response Surface Methodology ( RSM ), dimana  untuk  mendapatkan kecocokan model digunakan Central Composite Second Order Rotatable Design .
Jumlah  variable  penelitian k = 3 (2 k = 8), titik  perpotongan ( star points )  (Gambar 4),
sebesar 2k berarti 6, dan  untuk  menambah  ketelitian terhadap  respon yang diharapkan dengan 3 variabel,  maka  ditambahkan 6 eksperimen  sebagai  titik  pusat  ( center ponts ), sehingga  diperoleh  jumlah total penelitiannya (N)adalah  20 kali[3].  Proses pengumpulan data dilakukan denganmenggunakanmetoda 2 n factorial dengan mengambil 3 level faktor, yang terdiridari -1; 0; dan 1 ditambah 2 level pada titik aksial (1,682 dan -1,682). Jadi 5 level yang dimaksud seperti ditunjukkan padaTabel1menjadi
Gambar.4.Titik-titik eksperimen untuk 3 variabel[4].
Sudjatmiko … Pengaruh Radius
suatu  rancangan  penelitian  sesuai surface response pada software MINITAB 17.
Selanjutnya dilakukan pengujian untuk mendapatkan nilai kekasaran permukaan ( SR ). Level Variabel -1.682 -1 0 +1 +1.682 n(put/min) 500 750 900  1100  1300 f (mm/rev) 50 70 110  150 180 Rcb (mm) 0.75 1.00  1.25  1.50 1.75
Adapun skema diagram untuk pelaksanaan penelitian diperlihatkan Gambar 5.

## 4. Hasil dan Pembahasan

## (1).  Data Hasil pengujian bubut
Pengukuran  kekasaran  permukaan  (SR)  terhadap  semua  benda  uji  telah dilaksanakan  sesuai  dengan  jumlah total penelitian yang dibuat,  hasilnya  dapat ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel.1 Level Faktor untuk Putaran spindel (n), Gerak makan (f) dan radius (ns) dan Kedalaman potong(a) konstan = 0,5 mm [4].
Gambar 5. Skema  Setting alat penelitian dan pemrosesan data
No. Kode Variabel Radius Pojok [Rcb] (mm) Kekasaran permukaan (SR) (μm) 1 -1 -1 -1 1,00 0.55 2 1 -1 -1 1,00 0.46 3 -1 1 -1 1,00 0.84 4 1 1 -1 1,00 0.63 5 -1 -1 1 1,50 0.48 6 1 -1 1 1,50 0.41 7 -1 1 1 1,50 1.68 8 1 1 1 1,50 0.79 9 -1,682 0 0 1,25 1.11 10 1,682 0 0 1,25 0.38 11 0 -1,682 0 1,25 0.52 12 0 1,682 0 1,25 0.57 13 0 0 -1,682 1,25 0.46 14 0 0 1,682 1,25 0.48 15 0 0 0 1,25 0.49 16 0 0 0 1,25 0.55 17 0 0 0 1,25 0.36 18 0 0 0 1,25 0.75 19 0 0 0 0,75 1.41 20 0 0 0 1,75 0.47

## (2).Analisa KekasaranPermukaan (SR)
Untuk  memperoleh  koefisien  regresi  kekasaran  permukaan ( SR ) terhadap putaran spindel, gerak  makan, dan  radius pojok, dilakukan  analisis  dengan menggunakan uncoded units . Berikut  hasil response surface dengan  variable  respon kekasaran permukaan pada Tabel 3.
Tabel 2.  Hasil Pengukuran data Pembubutan [4]
Sudjatmiko … Pengaruh Radius 31
Berikut hasil response surface dengan variable respon kekasaran permukaan [SR (µm) versus Putaran (rpm), gerak makan (mm/putaran)].
Penjelasan dari Tabel 4 hasil analisis diatas dapat dijelaskan sebagaiberikut :
1. Pengujian  secara  simultan  pengaruh  antara  putaran spindel, gerak  makan, dan
radius  pojok terhadap  kekasaran  permukaan  diperoleh  nilai  F hitungt sebesar  0.1860 dan nilai Sig F sebesar 2,74. Karena nilai  F hitung F tabel (2,74 2,54) dan Sig F α
Tabel 4 Analisis varian untuk kekasaran permukaan(SR) [4] Tabel 3. Estimasi Koefisien Regresi untuk kekasaran  permukaan (SR) [4]
(0,066  0,05), maka  dapat  disimpulkan  terdapat  pengaruh  simultan  antara  putaran spindel, gerak makan, radius pojok terhadap kekasaranpermukaan.
2. Adapun hipotesisnya adalah sebagaiberikut :
H o :Tidakada lack of fit
H 1 : Ada lack of fit
Hipotesa  awal yang mengatakan  tidak  ada lack of fit berarti model yang dibuat  telah sesuai  dengan data, sedangkan  hipotesa  alternative  berarti model yang telah  dibuat belum  mewakili data.  Hipotesa  awal (H 0 ) akan  ditolak  bila p-value kurang dari  α.
Sebaliknya, hipotesa  awal  akan  diterima  apabila p- value  melebihi  α .PadaTabel3, menunjukkan p-value hasil uji lack of fit bernilai 0,000 menggunakan level signifikansi
5% maka keputusannya akan menerima hipotesa awal yang mengatakan tidak ada lack of fit . Dengan  demikian model  yang  dibuat  sesuai  dengan data.  Analisis varian untuk kekasaran  permukaan, menunjukkan  hasiluji parameter model dengan  menggunakan statistic  uji  (t)  yang dikonversikan  kedalam  p-value. Berdasarkan  hasil  analisis, persamaan modelnya diperoleh [9]:
𝒚𝒚� = 𝟒𝟒 , 𝟐𝟐𝟏𝟏 + 𝟏𝟏 , 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟑𝟑𝟎𝟎 ( 𝒏𝒏 ) − 𝟏𝟏 , 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟎𝟎 ( 𝒇𝒇𝒅𝒅 ) − 𝟎𝟎 , 𝟏𝟏𝟒𝟒 (Rcb) + 0,000002 (n) 2 + 0,000010 (fd) 2 + 1,816 (Rcb) 2 – 0,000016 (nx fd) – 0,00131 (n x Rcb) + 0,01400 (fd x Rcb)... (5)
Selanjutnya hasil persamaan dugaan model regresi terbaik untuk kekasaran permukaan (SR) menjadi :
SR (µm) = 0,9005 – 0,1285 X 1 + 0,064 X 2 – 0,125 X 3 + 0,68 X 1 2 + 0,0164 X 2 2 + 0,1135 X 3 2 -0,128 X 1 X 2 + 0,0655 X 1 X 3 + 0,14 X 2 X 3..... (6 )
Untuk memeriksa kecukupan model kekasaran permukaan tidak hanya melihat lack of fit, tetapi  juga  melakukan  analisa residual. Ada 3 hal yang harus  dilakukan  dalam analisis normal probability yaitu  memeriksa  distribusi  probabilitas  keseragaman  data ,analisis residual, yaitu  memeriksa  kenormalan  residual, membuat plot antara residual dengan hasil taksiran respon, dan membuat plot antara residual dengan order (x j ). Salah satu  cara  untuk  menghasilkan  kombinasi  maksimum  kekasaran  permukaan  antara putaran spindel, gerak makan, dan radius pojok adalah membuat plot kontur kekasaran permukaan yang merupakan  fungsi  putaran spindel  potong (n), gerak  makan (f), dan radius pojok (Rcb).
Sudjatmiko … Pengaruh Radius 33
Pada Gambar 5 merupakan plot kontur antara putaran spindel, gerak makan dan radius pojok, sehingga  merupakan  salah  satu  dari  kemungkinan  kombinasi  pendugaan  untuk mendapatkan  nilai  kekasaran yang maksimum.  Area kekasaran  permukaan  berbentuk lingkaran-lingkaran yang berwarna  semakin  besar  lingkarannya  semakin  halus  dan semakin  kecil  lingkarannya  semakin  kasar.  Oleh  karena  itu  harus  dipilih 1 faktor sebagai  acuan.  Sebagai acuan pendekatan gerak makan (feeding)  terdiri dari (50, 115 dan 180) mm/putaran, radius pojok  terdiri dari (0,75; 1,25; dan 1,75) mm. Antara putaran spindel, gerak makan dan radius pojok. Ketiga gambar tersebut merupakan salah satu dari kemungkinan kombinasi pendugaan untuk mendapatkan nilai kecepatan penghasilan geram yang maksimum.
RCB(mm) 1.25 Hold Values Putaran spindel (n) put/mnt g e ra k m a k a n ( m m /p u t) 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 175 150 125 100 75 50 – – – – – 0.50 0.50 0.75 0.75 1.00 1.00 1.25 1.25 1.50 1.50 1.75 1.75 SR (Um) GRAFIK CONTOUR PLOT PADA SR
Gambar 5. Contour Plot of SR (µm) vsgerakmakan (mm/put), Putaranspindle (put/mnt) dengan kondisi rcb=1,25 mm

## (5).Analisa Grafik
Untuk  menganalisa  sejauh  mana pengaruh  putaran spindel, gerak  makan, dan radius pojok terhadap kekasaran permukaan (SR).  Pada Gambar 6 hubungan putaran spindel makin tinggi dengan Radius pojok (Rcb) 1,25 mm diperoleh nilai mean SR kecil.
Sedangkan pada putaran spindel yang tinggi dengan gerak makan kecil, diperoleh nilai mean SR kecil. Pada gerak makan rendah dan Rcb besar diperoleh nilai mean SR kecil.
Hal ini dipengaruhi adanya  daya adhesi atau afinitas antar material AA-6061 dengan pahat HSS cukup kuat, sehingga tidak akan terjadi penumpukkan pada mata potong BUE ( Built Up Edge ). Pengaruh  kenaikan  besar  radius pojok ternyata  kekasaran permukaan benda kerja semakin kasar, ini disebabkan oleh panjang geram yang terjadi.
Semakin  besar  radius pojok  1,75 mm, maka semakin  panjang  geram yang terbentuk sehingga panas yang timbul dari panjangnya geram tidak dapat terbuang dengan cepat.
Panas yang terjadi terakumulasi yang pada akhirnya mempengaruhi bidang potong dari pahat bubut.  Untuk radius pojok merupakan bagian dari geometri pahat yang digunakan jadi pahat berfungsi sebagai alat ( tool ) dalam proses pemotongan.
2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1200 1000 800 600 400 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 150 100 50 Putaran spin * gerak makan Putaran spin * RCB(mm) Putaran spin gerak makan * RCB(mm) gerak makan 50 115 180 makan gerak 0.75 1.25 1.75 RCB(mm) M e a n o f S R ( U m ) GRAFIK FAKTORIAL PLOT PADA SR Fitted Means All displayed terms are in the model. Gambar 6. Grafik Mean SR hubungan antaraKekasaran permukaan dengan Parameter pemotongan serta radius pojok
Sudjatmiko … Pengaruh Radius

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:
Putaran spindel ternyata mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan yang dibuktikan dengan nilai koefisien yang negatif dan merupakan pengaruh terkuat dibandingkan dengan variabel bebas lainnya.
Putaran spindel, gerak makan, dan radius pojok bersama-sama mempengaruhi hasil kekasaran permukaan.
Kombinasi nilai variabel bebas, meliputi Putaran spindel  950  rpm,  gerak makan  90  mm/put,dan  radius pojok  (Rcb)  1,44  mm, maka nilai paling bagus untuk kekasaran permukaan (SR) sebesar 0,360 μm .
Daftar Pustaka
[1]. Christopher Mccauley.,2000. MachinarySHandbookGuide26 .
[2]. DawsonandThomasR.Kurfess., 1996. Tool  life, wearrates,andsurfacequalityin hardturning , researchinstitutionof SME,vol.45.pp (77-2).
[3]. Hari  Singh, Pradeep Kumar, 2007 ,  Mathematical Models of Tool Life andSurface Roughness for Turning Operation through Response Surface Methodology , Journal of scientific  Industrial Research Vol. 66, pp 220-226.
[4]. Sudjatmiko, Darto, Rusdijanto.,2015. Effek Parameter Pemotongan terhadap kekasaran permukaan pada proses Turning dengan Respon Surface Methodolgy (RSM). Laporan Akhir  Hibah  Bersaing (PHB) tahap 1 Dp2M-Dikti-Unmer
Malang.
[5]. S. Thamizhmaii and Sulaiman.,2012. Machinability studi using chip thickness ratio on Difficult to Cut Metals bay CBN Cutting Tool . Engineering Materials.
[6]. Mohammad Al Jauhani,2013. Factor Affecting Tool Life in Machining
Procecess. ME 572. Analysis of Manufacturing Process.pp.23-24.
[7]. Taufiq Rochim, 2007. Teori dan Teknologi  Proses  Pemesinan Laboratorium
Teknik Produksi dan Metrologi Industri ,  Jurusan Teknik Mesin, ITB, Bandung.
[8]. JIS B 30031.,1994. Techincal Data .Surface  Roughness
[9]. Sudjatmiko, Darto, Rusdijanto.,2015. Optimasi Parameter  Pemotongan  pada
Mesin Bubut CNC terhadap kekasaran permukaan pada proses Turning dengan
Respon  Surface Methodolgy (RSM) Pada Material Al –  6061 . Info-Teknik dan
Aplikasi Teknik ISSN : 2459-996 X (online), ISSN 0853-2508, edisi Volume 16
No 2, Des 2015.
[10]. Boothroyd, Geoffery.1981. Fundamentals of Metal Machining ang Machine Tool , Washington, Mc Graw-Hill Book Company.
digunakan  untuk membubut baja paduan, dimana peralatan yang digunakan dapat digunakan untuk mendeteksi catastrophic   pada  keausan  tepi pahat, sekaligus dapat digunakan untuk menentukan kriteria keausan tepi pahat.Radius pojok besar  sering digunakan sebagai batas untuk melihat getaran yang terjadi, akan tetapi dengan radius pojok besar membuktikan bahwa dengan kondisi pemotongan secara ekperimental dan secara teoiritis nilai kekasaran permukaan (SR) masih baik, kecuali dengan perubahan gerak makan yang kecildengan mempergunakan Response Surface Methodology [3] .
Permasalahannya adalah besarnya radius pojok , putaran spindel dan gerak makan yang optimum untuk menghasilkan produk bubut AA-6061 dengan permukaan yang halus[4].  Dengan  mempertimbangkan faktor-faktor tersebut di atas, dilakukan pengembangan  untuk melakukan penelitian yang  terkait proses pemotongan menggunakan mesin bubut CNC  TU-2A. Parameter pemotongan yang divariasikan meliputi  putaran spindel ,  gerak makan ,radius pojok. Tujuan penelitian ini, untuk mendapatkan model matematis yang dapat menggambarkan hubungan antara parameter pemotongan terhadap kekasaran permukaan (SR)[4].  Kondisi yang paling berpengaruh dimaksud adalah putaran spindel, radius pojok dan gerak makan untuk memperoleh nilai kekasaran permukaan produk bubut yang kecil.

## 2. Tinjauan Pustaka

## (1).      MesinBubut
Skematis dari proses bubut dan gaya gaya yang terjadi dapat dilihat pada gambar 1, dimana gaya makan (Fz), gaya radial  (Fx) dan gaya aksial/potong (Fc), sedangkan putaran  poros utama (n),gerakmakan ( f) , kedalaman pemakanan (a)[5].
Gambar1.Proses Bubut dengan gaya-2 Potong yang terjadi [5]
Adapun bentuk-bentuk radius pojok pahat ditunjukkan pada gambar 2.
(2).     Parameter pemesinan [7]
 Kecepatanpotong( Cutting speed )
𝒗𝒗 = 𝝅𝝅 . 𝑫𝑫 . 𝒏𝒏 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 � 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒏𝒏 −𝟏𝟏 ( 𝟏𝟏 )
 Kecepatan makan(Pemakanan)( Vf = f x n (mm.min -1 )
 Kedalaman Potong (d cut )
𝒅𝒅 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄𝒄 = 𝑫𝑫 − 𝒅𝒅 𝟐𝟐 𝒎𝒎𝒎𝒎 ( 𝟐𝟐 )
 Waktu Pemotongan (tc)
𝒄𝒄 𝒄𝒄 = 𝒍𝒍 𝒄𝒄 𝒗𝒗 𝒇𝒇 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒏𝒏 ( 𝟑𝟑 )
( 3).  KekasaranPermukaan (SR)
Kekasaran  permukaan  adalah  salah  satu  penyimpangan yang disebabkan  oleh  kondisi pemotongan  dari proses pemesinan. Oleh  karena  itu, untuk  memperoleh  produk bermutu  berupa  tingkat  kepresisian yang tinggi  serta  kekasaran  permukaan yang baik, perlu didukung oleh proses pemesinan yang tepat.  Karakteristik kekasaran permukaan dipengaruhi  oleh  factor  kondisi  pemotongan  dan  geometri  pahat  [8].  Gambar  3 menunjukkan rerata luasan dari potongan kurva kekasaran.
Gambar 2.  Konfigurasi bentuk radius Pojok pahat bubut [6].
Kekasaran  permukaan ( SR ) yang real dapat  dihitung  atau  diketahui  denga  nmelalui pengukuran terhadap bendauji dengan menggunakan alat yang disebut surface tester .

## 3. Metodologi Penelitian
Pada penelitian ini material yang dipilih AA-6061 [9] dengan dimensi, panjang 130 mm dan diameter 22 mm  dengan  menggunakan  Mesin EMCO TU.CNC-2A.  Komposisi kimianya  AA-6061  adalah; 0,2500% Cu. 0,6050 % Si, 0.1820 % Fe, 0.0086 % Mn,0.8810% Mg,0.1120 % Cr,0.006 % 0.0108 % Zn, 0.0182 % Ti,0.0021 %Na, 0.0005
% Ca, 0.0044 % Ni, 0.0006 % Sn,Al.97.9 balance [10].  Pahat  bubut yang digunakan adalah HSS S700 yang dilengkapi dengan radius pojok (ns) didesain sesuai penelitian. Adapun  komposisi  kimianya; terdiri  dari 1,25% C, 0,40% Cr, 3,60% Mo, 3,20% V, 9,30% W, dan 10% Co.[7]. Putaran spindel (n), gerak makan (f), dan radius pojok (Rcb) divariasikan.    Kombinasi-kombinasi yang dapat  dilakukan  terhadap  ketiga variable bebas  berdasarkan Response Surface Methodology ( RSM ), dimana  untuk  mendapatkan kecocokan model digunakan Central Composite Second Order Rotatable Design .
Jumlah  variable  penelitian k = 3 (2 k = 8), titik  perpotongan ( star points )  (Gambar 4), sebesar 2k berarti 6, dan  untuk  menambah  ketelitian terhadap  respon yang diharapkan dengan 3 variabel,  maka  ditambahkan 6 eksperimen  sebagai  titik  pusat  ( center ponts ), sehingga  diperoleh  jumlah total penelitiannya (N)adalah  20 kali[3].  Proses pengumpulan data dilakukan denganmenggunakanmetoda 2 n factorial dengan mengambil 3 level faktor, yang terdiridari -1; 0; dan 1 ditambah 2 level pada titik aksial (1,682 dan -1,682). Jadi 5 level yang dimaksud seperti ditunjukkan padaTabel1menjadi
Gambar.4.Titik-titik eksperimen untuk 3 variabel[4].
suatu  rancangan  penelitian  sesuai surface response pada software MINITAB 17.
Selanjutnya dilakukan pengujian untuk mendapatkan nilai kekasaran permukaan ( SR ).
Level
Variabel
-1.682 -1 0 +1 +1.682 n(put/min) 500 750 900  1100  1300 f (mm/rev) 50 70 110  150 180 Rcb (mm) 0.75 1.00  1.25  1.50 1.75
Adapun skema diagram untuk pelaksanaan penelitian diperlihatkan Gambar 5.

## 4. Hasil dan Pembahasan

## (1).  Data Hasil pengujian bubut
Pengukuran  kekasaran  permukaan  (SR)  terhadap  semua  benda  uji  telah dilaksanakan  sesuai  dengan  jumlah total penelitian yang dibuat,  hasilnya  dapat ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel.1 Level Faktor untuk Putaran spindel (n), Gerak makan (f) dan radius (ns) dan Kedalaman potong(a) konstan = 0,5 mm [4].
Gambar 5. Skema  Setting alat penelitian dan pemrosesan data
No.
Kode Variabel Radius Pojok [Rcb] (mm) Kekasaran permukaan (SR) (μm) 1 -1 -1 -1 1,00 0.55 2 1 -1 -1 1,00 0.46 3 -1 1 -1 1,00 0.84 4 1 1 -1 1,00 0.63 5 -1 -1 1 1,50 0.48 6 1 -1 1 1,50 0.41 7 -1 1 1 1,50 1.68 8 1 1 1 1,50 0.79 9 -1,682 0 0 1,25 1.11 10 1,682 0 0 1,25 0.38 11 0 -1,682 0 1,25 0.52 12 0 1,682 0 1,25 0.57 13 0 0 -1,682 1,25 0.46 14 0 0 1,682 1,25 0.48 15 0 0 0 1,25 0.49 16 0 0 0 1,25 0.55 17 0 0 0 1,25 0.36 18 0 0 0 1,25 0.75 19 0 0 0 0,75 1.41 20 0 0 0 1,75 0.47

## (2).Analisa KekasaranPermukaan (SR)
Untuk  memperoleh  koefisien  regresi  kekasaran  permukaan ( SR ) terhadap putaran spindel, gerak  makan, dan  radius pojok, dilakukan  analisis  dengan menggunakan uncoded units . Berikut  hasil response surface dengan  variable  respon kekasaran permukaan pada Tabel 3.
Tabel 2.  Hasil Pengukuran data Pembubutan [4]
Berikut hasil response surface dengan variable respon kekasaran permukaan [SR (µm) versus Putaran (rpm), gerak makan (mm/putaran)].
Penjelasan dari Tabel 4 hasil analisis diatas dapat dijelaskan sebagaiberikut :
1. Pengujian  secara  simultan  pengaruh  antara  putaran spindel, gerak  makan, dan radius  pojok terhadap  kekasaran  permukaan  diperoleh  nilai  F hitungt sebesar  0.1860 dan nilai Sig F sebesar 2,74. Karena nilai  F hitung F tabel (2,74 2,54) dan Sig F α
Tabel 4 Analisis varian untuk kekasaran permukaan(SR) [4]
Tabel 3. Estimasi Koefisien Regresi untuk kekasaran  permukaan (SR) [4]
(0,066  0,05), maka  dapat  disimpulkan  terdapat  pengaruh  simultan  antara  putaran spindel, gerak makan, radius pojok terhadap kekasaranpermukaan.
2. Adapun hipotesisnya adalah sebagaiberikut :
H o :Tidakada lack of fit
H 1 : Ada lack of fit
Hipotesa  awal yang mengatakan  tidak  ada lack of fit berarti model yang dibuat  telah sesuai  dengan data, sedangkan  hipotesa  alternative  berarti model yang telah  dibuat belum  mewakili data.  Hipotesa  awal (H 0 ) akan  ditolak  bila p-value kurang dari  α.
Sebaliknya, hipotesa  awal  akan  diterima  apabila p- value  melebihi  α .PadaTabel3, menunjukkan p-value hasil uji lack of fit bernilai 0,000 menggunakan level signifikansi
5% maka keputusannya akan menerima hipotesa awal yang mengatakan tidak ada lack of fit . Dengan  demikian model  yang  dibuat  sesuai  dengan data.  Analisis varian untuk kekasaran  permukaan, menunjukkan  hasiluji parameter model dengan  menggunakan statistic  uji  (t)  yang dikonversikan  kedalam  p-value. Berdasarkan  hasil  analisis, persamaan modelnya diperoleh [9]:
𝒚𝒚� = 𝟒𝟒 , 𝟐𝟐𝟏𝟏 + 𝟏𝟏 , 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟑𝟑𝟎𝟎 ( 𝒏𝒏 ) − 𝟏𝟏 , 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟎𝟎 ( 𝒇𝒇𝒅𝒅 ) − 𝟎𝟎 , 𝟏𝟏𝟒𝟒 (Rcb) + 0,000002 (n) 2 + 0,000010 (fd) 2 + 1,816 (Rcb) 2 – 0,000016 (nx fd) – 0,00131 (n x Rcb) + 0,01400 (fd x Rcb)... (5)
Selanjutnya hasil persamaan dugaan model regresi terbaik untuk kekasaran permukaan (SR) menjadi :
SR (µm) = 0,9005 – 0,1285 X 1 + 0,064 X 2 – 0,125 X 3 + 0,68 X 1 2 + 0,0164 X 2 2 + 0,1135 X 3 2 -0,128 X 1 X 2 + 0,0655 X 1 X 3 + 0,14 X 2 X 3..... (6 )
Untuk memeriksa kecukupan model kekasaran permukaan tidak hanya melihat lack of fit, tetapi  juga  melakukan  analisa residual. Ada 3 hal yang harus  dilakukan  dalam analisis normal probability yaitu  memeriksa  distribusi  probabilitas  keseragaman  data ,analisis residual, yaitu  memeriksa  kenormalan  residual, membuat plot antara residual dengan hasil taksiran respon, dan membuat plot antara residual dengan order (x j ). Salah satu  cara  untuk  menghasilkan  kombinasi  maksimum  kekasaran  permukaan  antara putaran spindel, gerak makan, dan radius pojok adalah membuat plot kontur kekasaran permukaan yang merupakan  fungsi  putaran spindel  potong (n), gerak  makan (f), dan radius pojok (Rcb).
Pada Gambar 5 merupakan plot kontur antara putaran spindel, gerak makan dan radius pojok, sehingga  merupakan  salah  satu  dari  kemungkinan  kombinasi  pendugaan  untuk mendapatkan  nilai  kekasaran yang maksimum.  Area kekasaran  permukaan  berbentuk lingkaran-lingkaran yang berwarna  semakin  besar  lingkarannya  semakin  halus  dan semakin  kecil  lingkarannya  semakin  kasar.  Oleh  karena  itu  harus  dipilih 1 faktor sebagai  acuan.  Sebagai acuan pendekatan gerak makan (feeding)  terdiri dari (50, 115 dan 180) mm/putaran, radius pojok  terdiri dari (0,75; 1,25; dan 1,75) mm. Antara putaran spindel, gerak makan dan radius pojok. Ketiga gambar tersebut merupakan salah satu dari kemungkinan kombinasi pendugaan untuk mendapatkan nilai kecepatan penghasilan geram yang maksimum.
RCB(mm) 1.25 Hold Values Putaran spindel (n) put/mnt g e ra k m a k a n ( m m /p u t) 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 175 150 125 100 75 50 – – – – – 0.50 0.50 0.75 0.75 1.00 1.00 1.25 1.25 1.50 1.50 1.75 1.75 SR (Um) GRAFIK CONTOUR PLOT PADA SR
Gambar 5. Contour Plot of SR (µm) vsgerakmakan (mm/put), Putaranspindle (put/mnt) dengan kondisi rcb=1,25 mm

## (5).Analisa Grafik
Untuk  menganalisa  sejauh  mana pengaruh  putaran spindel, gerak  makan, dan radius pojok terhadap kekasaran permukaan (SR).  Pada Gambar 6 hubungan putaran spindel makin tinggi dengan Radius pojok (Rcb) 1,25 mm diperoleh nilai mean SR kecil. Sedangkan pada putaran spindel yang tinggi dengan gerak makan kecil, diperoleh nilai mean SR kecil. Pada gerak makan rendah dan Rcb besar diperoleh nilai mean SR kecil. Hal ini dipengaruhi adanya  daya adhesi atau afinitas antar material AA-6061 dengan pahat HSS cukup kuat, sehingga tidak akan terjadi penumpukkan pada mata potong BUE ( Built Up Edge ). Pengaruh  kenaikan  besar  radius pojok ternyata  kekasaran permukaan benda kerja semakin kasar, ini disebabkan oleh panjang geram yang terjadi. Semakin  besar  radius pojok  1,75 mm, maka semakin  panjang  geram yang terbentuk sehingga panas yang timbul dari panjangnya geram tidak dapat terbuang dengan cepat. Panas yang terjadi terakumulasi yang pada akhirnya mempengaruhi bidang potong dari pahat bubut.  Untuk radius pojok merupakan bagian dari geometri pahat yang digunakan jadi pahat berfungsi sebagai alat ( tool ) dalam proses pemotongan.
2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1200 1000 800 600 400 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 150 100 50 Putaran spin * gerak makan Putaran spin * RCB(mm) Putaran spin gerak makan * RCB(mm) gerak makan 50 115 180 makan gerak 0.75 1.25 1.75 RCB(mm) M e a n o f S R ( U m ) GRAFIK FAKTORIAL PLOT PADA SR Fitted Means
All displayed terms are in the model.
Gambar 6. Grafik Mean SR hubungan antaraKekasaran permukaan dengan Parameter pemotongan serta radius pojok

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:
Putaran spindel ternyata mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan yang dibuktikan dengan nilai koefisien yang negatif dan merupakan pengaruh terkuat dibandingkan dengan variabel bebas lainnya.
Putaran spindel, gerak makan, dan radius pojok bersama-sama mempengaruhi hasil kekasaran permukaan.
Kombinasi nilai variabel bebas, meliputi Putaran spindel  950  rpm,  gerak makan  90  mm/put,dan  radius pojok  (Rcb)  1,44  mm, maka nilai paling bagus untuk kekasaran permukaan (SR) sebesar 0,360 μm .

## Daftar Pustaka
[1]. Christopher Mccauley.,2000. MachinarySHandbookGuide26 .
[2]. DawsonandThomasR.Kurfess., 1996. Tool  life, wearrates,andsurfacequalityin hardturning , researchinstitutionof SME,vol.45.pp (77-2).
[3]. Hari  Singh, Pradeep Kumar, 2007 ,  Mathematical Models of Tool Life andSurface Roughness for Turning Operation through Response Surface Methodology , Journal of scientific  Industrial Research Vol. 66, pp 220-226.
[4]. Sudjatmiko, Darto, Rusdijanto.,2015. Effek Parameter Pemotongan terhadap kekasaran permukaan pada proses Turning dengan Respon Surface Methodolgy (RSM). Laporan Akhir  Hibah  Bersaing (PHB) tahap 1 Dp2M-Dikti-Unmer Malang.
[5]. S. Thamizhmaii and Sulaiman.,2012. Machinability studi using chip thickness ratio on Difficult to Cut Metals bay CBN Cutting Tool . Engineering Materials.
[6]. Mohammad Al Jauhani,2013. Factor Affecting Tool Life in Machining Procecess. ME 572. Analysis of Manufacturing Process.pp.23-24.
[7]. Taufiq Rochim, 2007. Teori dan Teknologi  Proses  Pemesinan Laboratorium Teknik Produksi dan Metrologi Industri ,  Jurusan Teknik Mesin, ITB, Bandung.
[8]. JIS B 30031.,1994. Techincal Data .Surface  Roughness
[9]. Sudjatmiko, Darto, Rusdijanto.,2015. Optimasi Parameter  Pemotongan  pada
Mesin Bubut CNC terhadap kekasaran permukaan pada proses Turning dengan Respon  Surface Methodolgy (RSM) Pada Material Al –  6061 . Info-Teknik dan
Aplikasi Teknik ISSN : 2459-996 X (online), ISSN 0853-2508, edisi Volume 16 No 2, Des 2015.
[10]. Boothroyd, Geoffery.1981. Fundamentals of Metal Machining ang Machine Tool , Washington, Mc Graw-Hill Book Company.