OPTIMASI PARAMETER PEMOTONGAN MESIN BUBUT CNC TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN DENGAN RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM) PADA MATERIAL Al-6061
Sudjatmiko 1), Darto, 2) Rusdijanto, 3)
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang 1,2,3) Email: djatmiko.mlg@gmail.com 1) , darto_unmer@yahoo.com 2) , rusping27@gmail.com 3)

## ABSTRACT
Research  lathe  machining  process,  carried  out  on  workpiece  material  T-6061 aluminum and the HSS. The problem is that a large beaker radiuschip, spindle rotation and  eat  optimum  motion  to  produce  lathe  Al-6061  with  a  surface  that  is  smooth,  safe and capable of producing a high production capacity with a cutting depth (depth of cut) is constant.
Optimized cutting parameters selection is very important to control the quality of the  product  surface  cylindrical  form  of  Al-6061  is  to  optimize  for  spindle  rotation, movements  meal  and  corner  radius  (Chip)  furious  breaker  using  two  measures  of performance, metal removal rate and the surface roughness.
Response Surface Methodology (RSM).   Alleged best regression model to speed snarled income (MRR) at a rate of 95% at  n = 900 rpm, f = 115 mm / put and RCB = 1.25  mm  is y = 72,291 + 26,827x 1 + 88,594 x 2 + 82,765x 3 + 0,4x 1 2 + 5,056x 2 2 + 1,525x 3 2 −  5,288x 1 x 2 + 0,845x 1 x 3 + 3,35 x 2 x 3 .  While  allegations  of  the  best regression model for surface roughness (SR) at a rate of 95% at n = 900 rpm, f = 115 mm  /  put  and  RCB  =  1.25  mm  adalah: 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 . A  regression  model  be  able  to  describe  the  relationship  between  the  combination  of cutting parameters and radius chip breaker produced maximum metal removal rate and minimum surface roughness. Spindle rotation is the dominant influence on the surface roughness,  whereas  eating  motion  and  spindle  rotation  is  very  influential  on  the metal removal  rate,  followed  by  radius  chip  breaker.  Results  obtained  by  iterative optimization using Response Optimizer for surface roughness (SR) at n = 950 rpm, f = 90 mm / put and RCB = 1.44 mm resulted SR 0.360 μm, while the Response Optimizer on MRR at n = 950 rpm, f = 90 mm / put and RCB generate MRR = 1.44 mm 39.55 mm 3 / sec.
Key  words  : Material    Removal    Rate,Optimizer  Response,  chip    breaker,  surface roughness

## 1. PENDAHULUAN
Dalam  melakukan  proses  pemesinan turning ,  waktu  yang  dibutuhkan  untuk membuat  suatu  produk/komponen  harus  sesingkat  mungkin  agar  dapat  mencapai kapasitas produksi yang tinggi. Untuk mencapai waktu minimal, parameter pemotongan harus  diatur  pada  kondisi maksimum  agar  menghasilkan  kecepatan  penghasilan  geram
130   INFO TEKNIK, Volume 16 No. 2  Desember 2015
yang  tinggi..Akan  tetapi  disisi  lain  kekasaranpermukaan  suatu  produk/komponen menjadi  lebih  kasar.Parameter  pemesinan  dalam  proses turning meliputi  kecepatan potong, gerak makan, dan kedalaman pemotongan. Dalam aplikasinya ketiga parameter tersebut  saling  bergantung  satu  terhadap  yang  lain  dalam  mempengaruhi  kecepatan penghasilan  geram  dan  kekasaran  permukaan.  Gerak  makan  sangat  mempengaruhi kekasaran  permukaan,  diikuti  kecepatan  potong,  dan  kedalaman  pemotongan  dengan mempergunakan Response Surface Methodology [1] . Parameter  pemotongan dan radius pahat  digunakan  untuk  mengeksplorasi  pengaruhnya  terhadap  kekasaran  permukaan (Ra)  dari  benda  kerja  [2].Percobaan  telah  dilakukan  dengan  menggunakan  faktorial lengkap  dalam  perancangan  eksperimen  ( DOE )  menggunakan  mesin  bubutCNC [3] . Kesimpulan  bahwa,  gerak  makan  merupakan  faktor  yang  paling  signifikan  dalam mempengaruhi kekasaran permukaan lalu diikuti radius pahat ( nose radius ), kecepatan potong,  dan  kedalaman  pemotongan[4].Proses  pemesinan  yang  berkesinambungan terhadap  logam  atau  material  ulet,  menghasilkan chip (geram)  yang  panas  dan  tajam. Besar  kecilnya  ukuran  c hip menjadi  perhatian  yang  serius  untuk  keselamatan  pekerja pemesinan. Ketika chip dapat menggulung pada permukaan benda kerja akibat adanya putaran,  pada  akhirnya  dapat  mempengaruhi  kekasaran  permukaan  dan  waktu penyelesaian produk. Untuk mengontrol pembentukan geram yang berlebihan tersebut, maka  geometri  pahat  yang  digunakan  dilengkapi chip  breaker [5].  Permasalahannya adalah  besar radiuschip  beaker ,  putaran  dan  gerak  makan  yang  optimum  untuk menghasilkan produk bubut Al-6061 dengan permukaan yang halus, aman dan mampu menghasilkan  kapasitas  produksi  yang  tinggi  [6].Dengan  mempertimbangkan  faktor- faktor  tersebut  di  atas,  maka  dipandang  perlu  untuk  melakukan  penelitian  lanjutan terkait  proses  pemotongan  menggunakan  mesin  bubut  CNC.  Parameter  pemotongan yang  divariasikan  meliputikecepatan  potong  ( cutting  speed ),  gerak  makan  ( feed  rate ), dan geometri pahat yang dilengkapi radius pemutus geram ( chip breaker radius ).Tujuan penelitian  ini,  untuk  mendapatkan  model  matematis  yang  dapat  menggambarkan hubungan  antara  parameter  pemotongan  dan radius  chip  breaker dengan  kekasaran permukaan dan waktu pemotongan materia [6]. Kondisi optimal yang dimaksud adalah waktu pemotongan material secepat mungkin  tetapi memperoleh kekasaran permukaan produk bubut yang sekecil mungkin.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
(1).      Mesin Bubut
Salah  satu  proses  pemesinan  yang  digunakan  pada  pemotongan  logam  adalah proses  bubut.  Proses  ini  bertujuan  untuk  membuang  material  dimana  benda  kerja dicekam  menggunakan  sebuah chuck yang  berputar  pada  sumbunya,  sedangkan  pahat bubut  ( tool )  bergerak  arah  aksial  dan  radial  terhadap  benda  kerja  sehingga  proses pemotongan  terjadi,  menghasilkan  permukaan  yang  konsentris  dengan  sumbu  putar benda kerja. Skematis dari proses bubut dapat dilihat pada gambar 2.1, dimana n adalah putaran  poros  utama  ( spindle ), f adalah  gerak  makan  ( feeding ),  dan  adalah  kedalaman pemakanan ( depth of cut )[7].
(2).     Parameter pemesinan[4]
 Kecepatan
potong( Cutting speed ) 𝒗 =   𝝅. 𝑫. 𝒏 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝒎𝒊𝒏 −𝟏 (𝟏)
 Kecepatan makan(Pemakanan)  ( Vf = f x n (mm.min -1 )
 Kedalaman Potong (d cut ) 𝒅 𝒄𝒖𝒕 = 𝑫−𝒅 𝟐 𝒎𝒎                (𝟐)
 Waktu Pemotongan (tc) 𝒕 𝒄 = 𝒍 𝒕 𝒗 𝒇 𝒎𝒊𝒏                         (𝟑)
(3).     Kekasaran Permukaan (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  faktor  kondisi  pemotongan  dan  geometri  pahat  [8].Gambar  2 menunjukkan rerata luasan dari potongan kurva kekasaran.

## Gambar 1  Proses Bubut [7]

## 132   INFO TEKNIK, Volume 16 No. 2  Desember 2015
Kekasaran  permukaan  ( SR )  yang  real  dapat  dihitung  atau  diketahui  dengan melalui pengukuran terhadap benda uji dengan menggunakan alat yang disebut surface tester . Sedangkan kecepatan penghasilan geram atau Material removal rate ( MRR ) yang real dapat dihitung dari selisih berat benda kerja sebelum dan sesudah percobaan serta waktu pemesinan (t C ) yang didapat dari pengujian. [9]
𝐌𝐑𝐑 = 𝐖 𝐢 − 𝐖 𝐟 𝛒 𝐬 𝐭 𝐜 𝐦𝐦 𝟑 /𝐦𝐢𝐧     (𝟒)
dimana,
W i = berat benda kerja sebelum diproses  (gram)
W f = berat benda kerja setelah diproses (gram)
𝜌 𝑠 = massa jenis benda kerja (kg/m 3 ).
tc  = Waktu Pemesinan (menit)

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  material  yang  dipilih  adalah  Alumunium  Al-6061 [6]dimensinya,  yaitu  panjang  130  mm  dan  diameter  22  mm.  dengan  menggunakan Mesin EMCO TU.CNC-2A.  Adapun komposisi kimianya 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 [5]. Pahat  bubut  yang  digunakan  adalah  HSS  S700  yang  dilengkapi  dengan  radius chip breaker .  Adapun  komposisi  kimianya;  terdiri  dari  1,25%  C,  0,40%  Cr,  3,60%  Mo,
3,20%  V,  9,30%  W,  dan  10%  Co.[6].  Kecepatan  potong  (Vc),  gerak  makan  (fd),  dan radius  chip  breaker (Rcb)  divariasikan  lalu  dianalisa  pengaruhnya  terhadap  kekasaran permukaan  dan  kecepatan  penghasilan  geram.  Kombinasi-kombinasi  yang  dapat dilakukan  terhadap  ketiga  variabel  bebas  berdasarkan Response  Surface  Methodology
Gambar 2  Profil kekasaran permukaan [8 ]
( RSM ),  dimana  untuk  mendapatkan  kecocokan  model  digunakan Central  Composite Second  Order  Rotatable  Design .  Jumlah  variabel  penelitian  k  =  3  (2 k =  8),  titik perpotongan ( star points ) 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 (gambar 3) [3,10].
Proses  pengumpulan  data  dilakukan  dengan  menggunakan  metoda  2 n faktorial dengan  mengambil  3  level  faktor,  yang  terdiri  dari  -1;  0;  dan  1  ditambah  2  level pada titik  aksial  (1,682  dan  -1,682).  Jadi  5  level  yang  dimaksud  seperti  ditunjukkan  pada tabel  1.  menjadi  suatu  rancangan  penelitian  sesuai surface  response pada software MINITAB 17[11].  Selanjutnya  dilakukan  pengujian  untuk  mendapatkan  waktu pemotongan (t C ), kecepatan penghasilan geram (MRR)dan kekasaran permukaan ( SR ).
Adapun skema diagram untuk pelaksanaan penelitian diperlihatkan gambar 4.
Tabel.1 Nilai dari variasi variabel untuk level yang Berbeda [6]
Gambar 3. Titik-titik  ekperimen untuk 3 variabel [3]

## 134   INFO TEKNIK, Volume 16 No. 2  Desember 2015

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN
(1).  Data Hasil pengujian bubut
Pengukuran  kekasaran  permukaan  (SR)  dan  perhitungan  kecepatan  penghasilan geram (MRR) terhadap semua benda uji telah dilaksanakan sesuai dengan jumlah total penelitian yang dibuat,  hasilnya dapat ditunjukkan pada tabel 2.
Gambar 4.Skema Setting alat penelitian dan pemrosesan data[6]

## (2). Analisa Kekasaran Permukaan (SR)
Untuk  memperoleh  koefisien  regresi  kekasaran  permukaan  ( SR )  terhadap kecepatan  potong,  gerak  makan,  dan radiuschip  breaker .,  dilakukan  analisis  dengan menggunakan uncoded  units .  Berikut  hasil response  surface dengan  variabel  respon kekasaran  permukaan.pada  tabel  5.Untuk  memperoleh  koefisien  regresi  kekasaran permukaan  ( SR )  terhadap  kecepatan  potong,  gerak  makan,  dan  radius chip  breaker ., dilakukan analisis dengan menggunakan uncoded units . Berikut hasil response surface dengan  variabel  respon  kekasaran  permukaan  [SR  (µm)  versus  Putaran  (rpm),  gerak makan(mm/putaran)].
Penjelasan dari tabel 3 hasil analisis diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Pengujian  secara  simultan  pengaruh  antara  putaran  spindel,  gerak  makan,  dan radius chip  breaker terhadap  kekasaran  permukaan  diperoleh  nilai  F hitungt sebesar
Tabel 2.Hasil Pengukuran data Pembubutan [6]

## 136   INFO TEKNIK, Volume 16 No. 2  Desember 2015
0.1860 dan nilai Sig F sebesar 2,74. Karena nilai F hitung > F tabel (2,74> 2,54) dan Sig F  >  α  (0,066>  0,05),  maka  dapat  disimpulkan  terdapat  pengaruh  simultan  antara putaran spindel, gerak makan, radius chip breaker terhadap kekasaran permukaan.
2. Adapun hipotesisnya adalah sebagai berikut :
H o : Tidak ada 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 alternatif 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.Pada  tabel  3, 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  hasil  uji  parameter  model  dengan  menggunakan statistik  uji  t  yang  dikonversikan  kedalam  p-value.  Berdasarkan  hasil  analisis, persamaan modelnya diperoleh [6]:
𝒚 = 𝟒, 𝟐𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟑𝟔  𝒏  − 𝟎, 𝟎𝟎𝟓  𝒇𝒅  − 𝟓, 𝟏𝟒 (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 :
Tabel 3.Analisis Varian Untuk Kekasaran Permukaan (SR) [6 ]
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 anlisis normal  probability  yaitu  memerika  distribusi  probabilitas  keseragaman  data  ,analisis residual,  yaitu  memeriksa  kenormalan  residual,  membuat  plot  antara  residual  dengan hasil taksiran respon, dan membuat plot antara residualdengan order (x j ). Salah satu cara untuk menghasilkan kombinasi maksimum kekasaran  permukaan  antara  putaran  spindel,  gerak  makan,  dan  radius  chip  breaker adalah  membuat  plot  kontur  kekasaran  permukaan  yang  merupakan  fungsi  kecepatan potong  (V C ),  gerak  makan  (fd),  dan  radius  chip  breaker  (Rcb).Pada  gambar  5 merupakan  plot  kontur  antara    putaran  spindel,  gerak  makan  dan  radius  chip  breaker, 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 chip breaker dengan radiusnya terdiri dari (0,75; 1,25; dan 1,75) mm.
RCB(mm) 1.25 Hold Values Putaran spindel (n) put/mnt ge ra k m ak an ( m m /p ut ) 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) vs gerak makan (mm/put), Putaran spindel (n put/mnt) dengan kondisi Rcb 1,25
(3).     Persamaan Kecepatan Penghasilan

## Geram (MRR)
Untuk  memperoleh  koefisien  regresi  kecepatanpenghasilan  geram  ( Metal  Removal Rate / MRR )  terhadap  putaran  spindel,  gerak  makan,  dan  radius chip  breaker .  Analisis dilakukan  dengan  menggunakan uncoded  units .  Berikut  hasil response  surface dengan variabel respon kecepatan penghasilan geram pada tabel  4.  Penjelasan singkat tabel 4 dijelaskan sebagai berikut :
1. Pengujian  secara  simultan  pengaruh  antara  putaran  spindel,  gerak  makan,  dan radius chip  breaker terhadap  kecepatan  penghasilan  geram  diperoleh  nilai  F hitungt sebesar 28,51 dan nilai Sig F sebesar 0,000. Karena nilai F hitung > F tabel (28,51> 2,54) dan Sign F < α (0,000 < 0,05), maka dapat disimpulkan terdapat pengaruh simultan antara  putaran  spindel,  gerak  makan,  radius chip  breaker terhadap  kecepatan penghasilan geram .
2. Adapun hipotesisnya adalah sebagai berikut :
H o : Tidak ada 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 alternatif 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.  Pada  tabel  4  ,  menunjukkan hasil  uji  lack  of  fit  bernilai  0,158  menggunakan  level  signifikansi  5%  maka
Tabel 4. Analisis Varian Untuk Kecepatan Penghasilan geram (MRR) [6]
keputusannya  akan  menerima  hipotesa  awal  yang  mengatakan  tidak  ada  lack  of  fit. Dengan  demikian  model  yang  dibuat  sesuai  dengan  data  pada  tabel  1  dan  2.Analisis varian  untuk  kecepatan  penghasilan  geram  menunjukkan  hasil  uji  parameter  model dengan menggunakan statistik uji t yang dikonversikan ke dalam p-value. Berdasarkan hasil analisis, modelnya :
𝒚 = 𝟕𝟒, 𝟒 + 𝟎, 𝟎𝟏𝟖𝟑  𝒏  + 𝟎, 𝟑𝟗𝟐  𝒇𝒅  − 𝟏𝟏𝟕 (Rcb) + 0,000010 (n) 2 + 0,00316 (fd) 2 +
24,4 (Rcb) 2 – 0,000661 (nx fd) + 0,0169 (n x Rcb) + 0,335 (fd x Rcb) Selanjutnya hasil persamaan dugaan model regresi terbaik untuk kecepatan penghasilan geram menjadi :
MRR= 𝟕𝟐, 𝟐𝟗𝟏 + 𝟐𝟔, 𝟖𝟐𝟕𝐱 𝟏 + 𝟖𝟖, 𝟓𝟗𝟒𝐱 𝟐 + 𝟖𝟐, 𝟕𝟔𝟓𝐱 𝟑 + 𝟎, 𝟒𝐱 𝟏 𝟐 + 𝟓, 𝟎𝟓𝟔𝐱 𝟐 𝟐 + 𝟏, 𝟓𝟐𝟓𝐱 𝟑 𝟐 −  𝟓, 𝟐𝟖𝟖𝐱 𝟏 𝐱 𝟐 + 𝟎, 𝟖𝟒𝟓𝐱 𝟏 𝐱 𝟑 + 𝟑, 𝟑𝟓𝐱 𝟐 𝐱 𝟑 (7)
Begitu  juga  halnya  untuk  memeriksa  kecukupan  model  kecepatan  penghasilan  geram tidak hanya melihat lack of fit, tetapi juga melakukan analisa residual. Ada 3 hal yang harus  dilakukan  dalam  analisis  residual,  yaitu  memeriksa  kenormalan  residual, membuat  plot  antara  residual  dengan  hasil  taksiran  respon,  dan  membuat  plot  antara residual dengan order (x j ) Berikut gambar 6 merupakan gambar plot hasil analisis yang dimaksudGambar  6  merupakan  plot  kontur  antara  putaran  spindel  (n  )  ,  gerak  makan dan radius  chip  breaker .  Ketiga  gambar  tersebut  merupakan  salah  satu  dari kemungkinan  kombinasi  pendugaan  untuk  mendapatkan  nilai  kecepatan  penghasilan geram  yang  maksimum.Area  kecepatan  penghasilan  geram  berbentuk  garis-garis melengkung yang berwarna.Untuk memvisualisasikannya respon kecepatan penghasilan geram  hanya  mampu  digambarkan  dalam  3  dimensi,  oleh  karena  itu  harus  dipilih  1 faktor  sebagai  acuan.  Sebagai  acuan  adalah radius  chip  breaker yang  besar  radiusnya terdiri dari 1,25; 1,50; dan 1,75. Nilai kecepatan penghasilan geram maksimum sebesar 64,67  mm 3 /detik,  maka  kombinasinya  putaran  spindel  (n)  pada  level  900  put/menit, gerak makan pada level 115 mm/put, dan radius chip breaker pada level 1,75 mm.

## (4). Menentukan Pemotongan optimum
Kondisi  pemotongan  optimum  yang  diperoleh  akan  mempengaruhi  secara  simultan kedua  respon,  yaitu  respon  kekasaran  permukaan  dan  respon  kecepatan  penghasilan geram.
Dengan  menggunakan response  optimizer dari  kurva D-optimaly kondisi  pemotongan optimum  dapat  ditunjukkan  seperti  yang  pada  gambar  7 . Dengan  komposisi  kekasaran permukaan 0,3600 μm dan kecepatan penghasilan geram 39.5519 mm 3 /detik dihasilkan kombinasi optimal, yaitu putaran spindel sebesar  950 put/min, gerak makan sebesar 90 mm/rev.  dan  radius chip  breaker .sebesar  1,447  mm.  Kombinasi  ini  didapat  atas  dasar prosesiterasi  terhadap  persamaan  5.5  dan  5.7,  menghasilkan  kombinasi-kombinasi antara  ketiga  variabel  tersebut.  Kombinasi  itu  lalu  dimasukkan  kedalam  kurva D-
RCB(mm) 1.25 Hold Values Putaran spindel (n) put/mnt g er ak m ak an ( m m /p u t) 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 175 150 125 100 75 50 > – – – – <   20 20 40 40 60 60 80 80 100 100 (mm3/det) MRR GRAFIK CONTOUR PLOT PADA MRR
Gambar 6.  Contour Plot of SR (µm) vs gerak makan (mm/put),Putaran spindel (n put/mdengan kondisi Rcb 1,25
Gambar 7. Kurva D-Optimaly  Respon Putaran spindel (n, Gerak makan (fd), dan Radius chip breaker (Rcb) terhadap kekasaran permukaan ( SR ) dan kecepatan penghasilan geram ( MRR)
Optimaly  Respon, berupa  nilai  kekasaran  permukaan  minimum  dan  kecepatan penghasilan  geram  maksimum  dilanjutkan  dengan  memberikan  nilai  target  diantara minimum dan maksimum untuk masing-masing respon. Nilai keinginan ( Desirability/D )  merupakan  tolok  ukurnya  dari  seberapa  besar  keinginan  yang diwujudkan dengan target yang diharapkan.Dengan melihat batas dari variabel bebasnya adalah 750 put/min ≤ putaran spindel ≤ 1100 put/min; 70 mm/put ≤ gerak makan ≤ 150 mm/put;  dan  1,00  mm  ≤ radius  chip  breaker ≤  1,50  mm,  Untuk  putaran  spindel bertambah mendekati batas atasinterval semakin halus, sedangkan semakin tinggi gerak makan  akan  menurunkan  temperatur  pemesinan  padahal  semakin  tinggi  temperatur yang  dicapai  maka  nilai  kekerasan  logam  cenderung  menurun.  Oleh  karena  itu  gerak makan (50 mm/put)  yang dipilih sekecil mungkin dibawah 110 mm/put. Untuk radius chip  breaker pada  posisi  terletak  di  atas  1,25  mm,  karena  semakin  besar  radius  (1,75 mm)  semakin haluspermukaan dan kecepatan penghasil geram semakin besar (tabel 2).

## (5).Analisa Grafik
Untuk  menganalisa  sejauh  mana  pengaruh  putaran  spindel,  gerak  makan,  dan  radius chip  breaker terhadap  kekasaran  permukaan  (SR)  dan  kecepatan  penghasilan  geram (MRR) dibandingan persamaan 6 dan 7 yang didapat,ditunjukkan pada gambar 8 dan 9. Pada gambar 8 hubungan putaran spindel (n) makin tinggi dengan Radius chips breaker (Rcb) 1,25 mm diperoleh nilai mean SR  kecil. Sedangkan pada n   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  antarmaterial  Al-6061  dengan  pahat  HSS  cukup  kuat,  sehingga  tidak  akan terjadi penumpukkan pada mata potong BUE ( Built Up Edge ).Pengaruh kenaikan besar radius  chip  breaker ternyata  kekasaran  permukaan  benda  kerja  semakin  kasar,  ini disebabkan  oleh  panjang  geram  yang  terjadi.  Semakinbesar radius  chip  breaker (1,75 mm)  semakin  panjang  geram  yang  terbentuk  sehingga  panas  yang  timbul daripanjangnya  geram  tidakdapat  terbuang  dengan  cepat.  Panas  yang  terjadi terakumulasi  yang  pada  akhirnya  mempengaruhi  bidang  potong  dari  pahat  bubut. Sebaliknya  semakin  kecil radius  chip  breaker (0,75  mm ) semakinpendek  geram  yang terbentuk,  sehingga  panas  yang  timbul  dengan  pendeknya  geram  cepat  terbuang Akhirnya  panas  yang  terjadi  tidak  mempengaruhi  bidang  potong  dari  pahat tersebut.Pada  gambar  9  menunjukkan  hubungan    putaran  spindel    (n)  tinggi  (1200
142   INFO TEKNIK, Volume 16 No. 2  Desember 2015
put/min)  dengan  gerak  makan  kecil  (50  mm/put)  diperoleh  nilai  mean  MRR  kecil. Sedangkan  nilai  n  tinggi  terhadap  Rcb  1,25  mm,  diperoleh  mean  MRR  yang  kecil. Disisi  lain  dengan  gerak  makan  kecil  (50)  terhadap  Rcb  besar  (1,75  mm),  maka diperoleh  harga  mesin  MRR  kecil.  Disini  menunjukkan  bahwa  hubungan  putaran spindel terhadap gerak makan, RCb dan gerak makan terhadap Rcb, pengaruhnya sangat signifikan  untuk  meningkatkan  kecepatan  penghasilan  geram,  karena  kedua  parameter tersebut  berhubungan  dengan  waktu.  Semakin  tinggi  putaran  menyebabkan  semakin cepat bergeser pemakanan semakin banyak pula jumlah material yang terpotong.
Untuk radius  chip  breake r  merupakan  bagian  dari  geometri  pahat  yang digunakan  jadi  pahat  berfungsi  sebagai  alat  ( tool )  dalam  proses  pemotongan.  Besar kecilnya  kecepatan  penghasilan  geram  (MRR)  lebih  dipengaruhi  oleh  gerak  makan, putaran  spindel,  dan  kedalaman  pemotongan,  sehingga  semakin  besar radius  chip breaker perubahan kecepatan penghasilan geram dapat dikatakan relatif kecil. Ini dapat dilihat  dari  hasil  penimbangan  material  sebelum  dipotong  dan  setelah  dipotong memperlihatkan  perubahan  juga  realtif  kecil  perbedaan  berat  dari  masing-masing perubahan variabel pemotongannya.
Gambar 8. Grafik Mean SR hubungan  antara Kekasaran permukaan dan Kecepatan penghasilan Geram dengan parameter pemotongan serta radius chip breaker
Gambar 9. Grafik Mean MRR hubungan  antara Kekasaran permukaan dan Kecepatan penghasilan Geram dengan parameter pemotongan serta radius chip breaker

## 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  chip  breaker bersama-sama mempengaruhi  kecepatan  penghasilan  geram  dan  dibuktikan  dari  nilai  koefisiennya ternyata yang paling besar adalah gerak makan lalu diikuti dengan  Putaran spindel dan radius chip breaker .
Kombinasi nilai variabel bebas, meliputi  Putaran spindel (n) = 950  rpm, gerak makan (fd) = 90 mm/put,dan radius chip breaker ( Rcb ) = 1,44 mm, maka nilai optimum untuk  kekasaran  permukaan  ( SR )  sebesar  0,360  μm,  dan  kecepatan  penghasilan  geram ( MRR ) sebesar 39,55 mm 3 /detik.

## Daftar Pustaka
[1].  A. Doniavi, M. Eskandarzade and M. Tahmasebian, 2007, Empirical Modelling of Surface  Roughness  in  Turning  Process  of  1060  Steel  using  Reponse  Surface Methodology , Journal of Applied Sciences 7 (17) : 2509-2513.
[2].  M.  Kaladhar,  K.  Venkata  Subbaiah,  Ch.  Srinivasa  Rao  and  K.  Narayana  Rao 2010, Optimization  of  Process  Parameters  In  Turning  Of  AISI202  Austenitic Stainless Steel, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 5, No.
9.

## 144   INFO TEKNIK, Volume 16 No. 2  Desember 2015
[3].  Hari  Singh,  Pradeep  Kumar,  2007 ,    Mathematical  Models  of  Tool  Life  and Surface  Roughness  for  Turning  Operation  through  Response  Surface Methodology , Journal of scientific & Industrial Research Vol. 66, pp 220-226.
[4].          Wibolo.Achmad,  Slamet  Wahyudi,  Sugiarto,2011.Optimasi  parameter pemotongan  mesin  bubut  CNC  terhadap  kekasaran  permukaan  dengan  geometri pahat  yang  dilengkapi Chipsbreaker. Tesis  Pasca  Sarjana  Fakultas  Teknik Universitas Brawijaya.
[5].  V.  N.  Goitondo,  S.R.  Karnik,  and  J.  Paulo  Davim,  2009, Multiperformance Optimization  in  Turning  of  Free-Machining  Steel  Using  Taguchi  Method  and Utility Concept , Journal of Material Engineering and Performance, Volume 18 (3) 231.
[6].        Sudjatmiko,darto,rusdijanto,  2015.Effek  Parameter  Pemotongan  terhadap Kekasaran  Permukaan  Pada  Proses Turning dengan Response  Surface Methodology (RSM).Laporan  Akhir  Penelitian  Hibah  Bersaing  (PHB)  DP2M Dikti dan UnMer Malang.
[7].   Kalpakjian   S.    and   Schmid    Steven R.  2001,    “Manufacturing Engineering and Technology”, 4th ed, Pearson Education Asia. ISBN 81-7808-157-1.
[8].     JIS B 0031, 1994, Technical Data Surface Roughness .
[9].          Boothroyd,  Geoffery.1981. Fundamentals  of  Metal  Machining  ang  Machine Tool , Washington, Mc Graw-Hill Book Company
[10].  J.  P.Choi  and  S.J.Lee,  Efficient,  2002, Chip  Breaker  Design  by  Predicting  the Chip  Breaking    Performance.  Department  of  Mechanical  Engineering ,  Yonsei University,  Seoul,  Korea.  International  Journal  of  Advance  Manufacturing Technology 17:489–497.
[11].  Nur  Irawan,  Septin  Puji  Astuti,  2006,  Mengolah  Data  Statistik  dengan  Mudah Menggunakan Minitab 14, Penerbit  ANDI Yogyakarta.