## PENGARUH DEPT OF CUT  DAN FEEDRATE DENGAN CUTTER DIAMETER 60 MM TERHADAP KERATAAN PERMUKAAN MATERIAL ASTM A36 PADA MESIN MITSUBISHI CNC-MILL 3A
D. Suryana (1) , A. Anwar Sani (2) , D. Sepriyanto (3) , Iskandar (4)
(1) (2) (3) (4) Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telp: 0711-353414 Fax : 0711-453211
Abstrak
Fungsi Mesin CNC-Mill 3A salah satunya adalah meratakan permukaan benda kerja. Jenis material yang akan digunakan ASTM a36.  Mesin yang digunakan Mitsubishi CNC-Mill 3A  dengan  diameter  cutter  60  mm.  kedalaman  pemakanan  yang  diuji  0,15  mm,  0,1  mm, 0,05  mm;  federate    30  mm/mnt,  40  mm/mnt,  50  mm/mnt,  60  mm/mnt;  kecepatan  putaran spindle  600  rpm.  Untuk  mengetahui  kerataan  permukaan  benda  kerja  dilakukan  dengan pengamatan  menggunakan  Prussian  Blue  Paste. Benda  kerja  yang  telah  dikerjakan  pada mesin CNC-Mill 3A diberikan Prussian Blue Paste dengan cara dioleskan pada permukaan salah  satu  benda  kerja,  kemudian  disatukan  dengan  ditumpuk  lalu  dipisahkan.  Hasil  uji permukaan  benda  kerja  dengan  Prussian  Blue  Paste  menunjukkan  kerataan  permukaan dipengaruhi  oleh  dept  of  cut,  federate  mempengaruhi  kekasaran  permukaan,  semakin sedikit  pemakanan  terhadap  benda  kerja,  kerataan  permukaan  benda  kerja  jadi  semikin rata.
Kata Kunci : Dept of Cut, Feedrate, ASTM A36, Kerataan Permukaan, Prussian Blue Paste, CNC-Mill 3A
1.  Pendahuluan
Mesin  CNC  adalah  suatu  mesin  yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa  numerik  (data  perintah  dengan  kode angka, huruf  dan simbol) sesuai standart  ISO.
Sistem  kerja  teknologi  CNC  ini  akan  lebih sinkron antara komputer dan mekanik, sehingga  bila  dibandingkan dengan  mesin perkakas  yang  sejenis,  maka  mesin  perkakas CNC lebih teliti, lebih tepat, lebih fleksibel dan cocok untuk produksi masal. Dengan dirancangnya  mesin  perkakas  CNC  dapat menunjang  produksi yang membutuhkan tingkat  kerumitan  yang  tinggi  dan  dapat mengurangi  campur  tangan  operator  selama mesin beroperasi.
Ada  beberapa  macam  jenis  mesin  CNC, salah satunya adalah mesin CNC-Mill 3A (Tiga Axis).  Mesin  CNC-Mill  3A  memiliki tiga  sumbu yaitu  sumbu  X,  Y,  dan  Z.  Prinsip  kerja  CNC- Mill  3A  sama  dengan  prinsip  kerja  mesin Milling/Frais Konvensional. Mesin Milling merupakan  mesin  konvensional  yang  mampu mengerjakan  dan  menghasilkan  benda  kerja dalam  membuat  permukaan  bidang  rata, menghasilkan permukaan yang datar, membuat  profil,  membuat  sisi  tegak,  miring, alur,  roda  gigi,  dll.  Mesin  ini  mengerjakan benda  kerja  dengan  menggunakan  pisau  mill (cutter)  yang  berputar  pada  poros  utama mesin,  cutter  berputar  dalam  arah  Horizontal maupun Vertikal.
Gambar 1 : Skema Mesin CNC-Mill 3A
https://suryaputra2009.files.wordpress.com/2011/11/1-2.jpg?w=300
Terdapat beberapa
faktor yang mempengaruhi  kekasaran  permukaan  pada pengerjaan  logam  dengan  menggunakan mesin frais, antara lain kecepatan pemakanan, ketebalan pemakanan, kondisi mesin,
kekuatan  bahan  benda  kerja  dan  ketajaman mata pahat (3) .
Rumusan  masalah  adalah  bagaimana pengaruh    dept  of  cut  terhadap  kerataan permukaan  benda  kerja  ASTM  a36  dengan pemakanan (0,15 mm; 0,1 mm; 0,05 mm) dan bagaimana    pengaruh  feedrate  terhadap kerataan  permukaan  benda  kerja  ASTM  a36 dengan  feedrate  (30  mm/mnt,  40  mm/mnt,  50 mm/mnt, 60 mm/mnt).
Penelitian  yang  dilakukan  menggunakan mesin  Mitsubishi  CNC-Mill  3A (vertical  milling) dengan referensi sumber
penelitian
sebelumnya.    Menurut  penelitian  sebelumya, kecepatan  spindle  yang  tinggi,  kedalaman pemakanan  yang  terendah  dan  jenis  benda kerja  yang  liat  (padat)  menghasilkan  nilai kerataan permukaan yang rendah (1) .
2.  Bahan dan Metoda
Lokasi penelitian ini dilakukan di laboratorium CAD/CAM-CNC Politeknik Negeri Sriwijaya. Mesin yang digunakan adalah Mesin Mitsubshi CNC-Mill 3A (Vertical Milling). Cutter
yang  digunakan  Face  End  Mill  diameter  60 mm.
Gambar 2 : Diagram Alir (flowcart)
Penelitian ini diawali dengan studi literatur tentang  proses  pemesinan  milling  CNC. Parameter  pengujian  dilakukan  sebanyak  15 kali,  masing-masing  paremeter  pengujian dilakukan  replikasi  sebanyak  3  kali.  Material yang  digunakan  yaitu  ASTM  a36.  Kecepatan putaran  mesin  (spindle  speed)  ditentukan konstan  600  rpm.  Kecepatan  pemakanan (feeedrate)  dibuat  bervariasi  30  mm/mnt,  40 mm/mnt, 50 mm/mnt, 60 mm/mnt, 70 mm/mnt. Menurut  penelitian  yang  pernah  dilakukan, benda  kerja  yang  menghasilkan  rata-rata tingkat  kekasaran  dan  kerataan  paling  rendah adalah  pada  pengerjaan  dengan  kecepatan pemakanan  30  m m /m enit  dan  kedalam an pem akanan  1  mm ,  yaitu  s e b e s a r 0 , 6 7 µ m d a n 0 , 0 2 m m ( 3) . Kedalaman  pemakanan  (deep  of      cut)  dibuat bervariasi 0,15 mm; 0,1 mm; 0,05 mm.
Hasil pengujian untuk mengetahui kerataan  permukaan  benda  kerja  dilakukan dengan  pengamatan  menggunakan  Prussian Blue  Paste.  Data  parameter  uji  pengambilan data dibuat dalam bentuk tabel 1.
Tabel 1. Parameter Pengujian
Bahan penelitian yang digunakan : a.  Material ASTM a36, dengan ukuran 200x150x25 mm… dengan jumlah 8 pasang.
Gambar 3 : Material ASTM a36
b.  Prussian Blue Paste Joseph  Whitworth  popularized  the  first practical  method  of  making  accurate  flat surfaces (4) . Prussian Blue Paste merupakan pasta untuk mengetahui keakuratan kerataan permukaan material.
Gambar 4 : Prussian Blue Paste https://www.modeltford.com/i/c/1642l.jpg

## c.  Proses Pemesinan CNC
Sebelum mengerjakan benda kerja pada mesin CNC, terlebih dahulu membuat program NC-Code.  Setelah  program  selesai  dibuat, langkah selanjutnya
adalah proses pemakanan benda kerja. No Spindle Speed (rpm) Feed Rate (mm/menit) Dept of Cut (mm) 1 600 30 0,15 2 600 30 0,1 3 600 30 0,05 4 600 40 0,15 5 600 40 0,1 6 600 40 0,05 7 600 50 0,15 8 600 50 0,1 9 600 50 0,05 10 600 60 0,15 11 600 60 0,1 12 600 60 0,05 13 600 70 0,15 14 600 70 0,1 15 600 70 0,05
Gambar 5 : Simulasi Gerakan Cutter Face End Mill
Spesimen uji atau benda kerja setelah dilakukan  proses  pemesinan  ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 6 : Benda Kerja atau Spesimen

## Setelah Proses Pemesinan CNC
3.  Hasil dan Pembahasan Setelah  spesimen  dikerjakan  dengan
mesin  CNC-Mill,  kemudian  Material  ASTM a36  yang  sudah  rata  diberikan  Prussian Blue  pada  salah  satu  spesimen,  lihat gambar  7.  Cara  penggunaan  Prussian Blue,  oleskan  pasta  dengan  rata  pada salah satu permukaan benda.  Selanjutnya satukan  permukaan  yang  rata  hingga menempel,  lihat  gambar….lalu  pisahkan dua  benda  spesimen  dan  amati  bagian permukaan  yang  berwarna  biru.  Maka, akan  terlihat  kerataan  permukaan  yang
dihasilkan pada proses CNC-Milling. Warna biru merupakan bagian permukaan yang rata, sedangkan yang tidak berwarna biru merupakan bagain yang tidak rata.
Gambar 7 : Salah Satu Spesimen diberi Olesan Pasta Prussian Blue
Gambar 8 : Menyatukan Spesimen untuk Mengetahui Kerataan Permukaan
Gambar 9 : Hasil Uji Kerataan Permukaan
Tabel 2. Hasil Pengujian Kerataan Permukaan Material ASTM a36
Gambar 10 : Prosentase Uji kerataan permukaan
No Cutter Speed (rpm) Feed Rate (mm/menit) Dept of Cut (mm) Persentase kerataan % 1 600 30 0,15 30 2 600 30 0,1 60 3 600 30 0,05 70 4 600 40 0,15 40 5 600 40 0,1 50 6 600 40 0,05 70 7 600 50 0,15 30 8 600 50 0,1 60 9 600 50 0,05 80 10 600 60 0,15 30 11 600 60 0,1 60 12 600 60 0,05 70 13 600 70 0,15 30 14 600 70 0,1 50 15 600 70 0,05 60
Dari  hasil  pengujian  pada  tebel  2. diketahui cutter speed 600 rpm, Feed Rate 50  mm/menit,  Dept  of  Cut  0,05  mm mendapatkan kerataan permukaan 80%.
4.  Kesimpulan Berdasarkan hasil
penelitian
kerataan  permukaan  benda  kerja  yang dilakukan  pada  mesin  Mitsubishi  CNC-Mill 3A, disimpulkan sebagai berikut :
1.  Kerataan  permukaan dipengaruhi  oleh pemakanan (dept of cut)
2.  Kecepatan Pemakanan (federate) mempengruhi kekasaran permukaan
3.  Pada  pemakanan  (dept  of  cut)  0,05 mm  dengan  feedrate  50  mm/mnt, cutter  speed  600  rpm,  hasil  kerataan permukaan 70-80 %.
4.  Untuk  material  ASTM  a36  semakin sedikit  pemakanan  terhadap  benda kerja,  kerataan  permukaan  benda kerja jadi semikin rata.
Daftar Pustaka
1.  Laili  Fitriyah  &  Arya  Mahendra  Sakti,
2014,  “  Pengaruh  Jenis  Benda  Kerja,
Kedalaman  Pemakanan  dan  Kecepatan Spindel Terhadap Tingkat
Kerataan
Permukaan  dan  Bentuk  Geram  Baja  ST.
41  dan  ST.  60  Pada  Proses  Milling
Konvensional”,  JTM.  Volume  02  Nomor 02  Tahun  2014,  208-216,  Universitas Negeri Surabaya.
2.  Much  Yunus,  M.  Ginting,  Karmin,  2013, “Pengaruh  Cutter  Speed,  Feed Rate,  dan
Dept  of  Cut  Pada  Proses  CNC  Milling Terhadap Nilai Kekasaran Baja AISI 1045 Berbasis Regresi Linear”, Austenit Volume  5  No.1  April  2013,  ISSN  :  2085- 1286, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang. 3.  MTS,  2009, “Topcam CAM Milling
Introduction”,
Kaiserin-Augasta-Allee,
Berlin.
4.  Wahyu  Erianto  &  Arya  Mahendra  Sakti, 2014,     “  Hubungan  Kecepatan  Potong dan  Kedalaman  Pemakanan  dengan Tingkat Kekerasan dan Kerataan Permukaan  Benda    Kerja  pada  Proses Frais  CNC  TU  3A”, JTM.Volume03Nomor 02Tahun 2014,278-283, Universitas Negeri Surabaya, http://ejournal.unesa.ac.id/index.php/jtm- unesa/article/view/10280/baca-artikel
5. http://en.wikipedia.org/wiki/Engineer%27s _blue diakses 5/5/2015
6. http://mts-cnc.com/ diakses 5/52015
7. http://www.helmancnc.com/
diakses
5/5/2015