Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, 29 September 2018 Studi Eksperimental Peningkatan Kedalan Potong Proses Bubut Slender Bar Peniel| Masrurotul

## STUDI EKSPERIMENTAL PENINGKATAN KEDALAMAN POTONG
PROSES BUBUT SLENDER BAR DENGAN MENGGUNAKAN FOLLOWER REST DAN VARIASI SUDUT POTONG UTAMA
Peniel I. Gultom (1) , Masrurotul Ajiza (2)
1) Prodi Teknik Mesin DIII, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang
2) Prodi Teknik Geodesi, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Nasional Malang
Abstrak, Proses bubut adalah salah satu proses manufaktur yang penting dan banyak digunakan dalam industri besar,  kecil  dan  bahkan  mikro.  Masukan  material  dan  pengaturan  parameter  mesin  bubut  mempengaruhi efisiensi proses dan kualitas hasil. Persaingan di industri manufaktur menuntut produk dengan kualitas tinggi dan produktivitas  tinggi  juga.  Parameter  pemesinan  seperti  sudut  potong,  kecepatan  potong  dan  kedalaman  potong menentukan besarnya laju pengerjaan  material atau  material removal rate  (MRR) dari proses bubut. Penentuan kedalaman  pemotongan  secara  berlebihan  justru  akan  menurunkan  produktivitas  karena  adanya  suatu  produk yang harus dikerjakan ulang (reworked).
Proses  bubut  lead  screw,  broaching  cutter,  axle  shaft,  propeller  shaft  dan  shaft  lainnya  yang  dalam  proses pengerjaannya  membutuhkan  steady  rest  maupun  follower  rest  sangat  sulit  dilakukan  karena  pada  umumnya benda kerja tersebut memiliki tingkat kekakuan yang rendah.
Penelitian ini dilakukan pada proses bubut dengan benda kerja slender bar. Hal ini disebabkan pada kenyataan dilapangan proses pembubutan slender bar merupakan proses bubut  yang paling sulit  untuk  mendapatkan  hasil yang  presisi.  Melihat  kondisi  tersebut  di  atas  maka  permasalahan  yang  timbul  adalah  bagaimana  menentukan sudut potong utama, kecepatan potong dan kedalaman potong  pada proses bubut dengan benda kerja slender bar yang akan meningkatkan kualitas  hasil bubut dan tingkat presisi pada produk. Luaran yang diperoleh merupakan parameter proses pembubutan slender bar menggunakan follower rest.
Kata Kunci : Kecepatan Potong, Kedalaman Potong, Slender Bar, Sudut Potong Utama

## PENDAHULUAN
Proses  bubut  adalah  salah  satu  proses manufaktur yang penting dan banyak digunakan dalam  industri  besar,  kecil  dan  bahkan  mikro. Masukan  material  dan  pengaturan  parameter mesin bubut mempengaruhi efisiensi proses dan kualitas hasil. Persaingan di industri manufaktur  menuntut  produk  dengan  kualitas tinggi dan produktivitas tinggi juga. Harga yang kompetitif  dapat  dicapai  dengan  meningkatkan laju  pengerjaan  material  saat  memproduksi suatu  produk  tertentu  agar  produk  yang dihasilkan memiliki daya saing yang tinggi.
Parameter  pemesinan  seperti  kecepatan potong  dan  kedalaman  potong  menentukan besarnya laju pengerjaan material atau material removal  rate (MRR)  dari  proses  bubut. Penentuan  kedalaman  pemotongan  secara berlebihan justru akan menurunkan produktivitas karena adanya suatu produk yang harus  dikerjakan  ulang  ( reworked) bahkan diganti karena terjadinya cacat pada permukaan hasil pemotongan.
Proses  bubut lead  screw , broaching cutter , axle  shaft,  propeller  shaft dan shaft lainnya  yang  dalam  proses  pengerjaannya membutuhkan steady rest maupun follower rest sangat  sulit  dilakukan  karena  pada  umumnya benda kerja tersebut memiliki tingkat kekakuan yang rendah.
Steady  rest dan follower  rest merupakan peralatan  bantu  untuk  menopang  benda  kerja pada  proses  bubut shaft .  Pada  umumnya follower  rest lebih  sering  digunakan  karena memasang  maupun  melepas  benda  kerja  lebih cepat bila dibandingkan dengan steady rest . Penelitian  dilakukan  pada  proses  bubut dengan  benda  kerja slender  bar .  Hal  ini disebabkan  pada  kenyataan  dilapangan  proses pembubutan slender  bar merupakan  proses bubut  yang  paling  sulit  untuk  mendapatkan hasil  yang  presisi.  Melihat  kondisi  tersebut  di atas  maka  permasalahan  yang  timbul  adalah bagaimana  menentukan  sudut  potong  utama, kecepatan  potong  dan  kedalaman  potong    pada proses  bubut  dengan  benda  kerja slender  bar
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, 29 September 2018 Studi Eksperimental Peningkatan Kedalan Potong Proses Bubut Slender Bar Peniel| Masrurotul
yang  akan  meningkatkan  kualitas    hasil  bubut dan  tingkat  presisi  pada  produk.  Luaran  yang diperoleh merupakan
parameter proses pembubutan slender bar menggunakan follower rest .

## METODE
Gambar 1.  Diagram Alir Penelitian
Langkah-langkah atau tahapan penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut: 1.  Survey  lapangan,  untuk  mengamati  proses bubut slender  bar dan follower  rest yang digunakan  sebagai  bahan  pertimbangan dalam memodifikasinya
2.  Studi Literatur, tujuannya untuk menemukan gap research dari penelitian sejenis sebelumnya.  Sumber  bacaan  dapat  berupa buku tesis, jurnal dan buku teks.
3. Rumusan masalah
4. Pengujian  awal,  pengujian  awal  dilakukan dengan  uji  eksitasi  dan  uji  potong  tanpa menggunakan  peredam.  Tujuannya  untuk mendapatkan  frekuensi  pribadi  sistem  tanpa
follower  rest dan  amplitudonya  serta mengetahui  batas  stabilitas  mesin  tanpa peredam.
5. Analisis  Data,  data  yang  diperoleh  di analisis  dengan  bantuan software untuk mengetahui  batas  stabilitas  mesin  pada masing-masing  kondisi  pemotongan  untuk masing-masing kedalaman potong .
6. Pengujian,  dilakukan  uji  eksitasi  dan pemotongan  dengan  menggunakan  peredam massa  pegas.  Uji  pemotongan  dilakukan dengan  menggunakan follower  rest dan tanpa follower rest .
8. Kesimpulan dan Saran
Data  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  merupakan  data  primer  yang  diperoleh dari  hasil  percobaan.  Variabel  yang  digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
 Variabel Proses - Putaran mesin 520 rpm dan 367 rpm - Sudut potong 90° dan 45° - Gerak  makan  0,07  mm/put  dan  0,035 mm/put  Variabel Respon Kedalaman  potong  yang  dapat  dicapai (mulai dari 0,2 mm dan kelipatannya).  Variabel Konstan Variabel  konstan  yang  didasarkan  pada parameter proses pemotongan dengan menggunakan  pahat insert jenis carbide TCMT 16T304 dimana material benda kerja low carbon steel ST-42.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Pemotongan Dengan Proses Bubut
Uji  pemotongan  dengan  proses  bubut merupakan  suatu  pengujian  yang  dilakukan untuk  mengetahui  sejauh  mana  pengaruh penggunaan follower  rest dalam  suatu  proses pemotongan.  Uji  pemotongan  pada  percobaan ini  dilakukan  menjadi  2  kondisi  yaitu  tanpa menggunakan follower  rest dan  menggunakan follower  rest dengan adjustable  jaw horisontal dan adjustable jaw vertikal optimum . Tujuan  uji  pemotongan  ini  adalah  untuk mengetahui  batas  stabilitas  proses  bubut  yang dinyatakan sebagai kedalaman potong. Semakin besar  nilai  kedalaman  potong  maka  proses pemotongan  akan  semakin  tidak  stabil  karena getaran  ( chatter )  yang  terjadi  semakin  besar. Oleh  karena  itu  dalam  pengujian  ini  akan
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, 29 September 2018 Studi Eksperimental Peningkatan Kedalan Potong Proses Bubut Slender Bar Peniel| Masrurotul
diperoleh  besar  kedalaman  potong  saat  terjadi chatter .
Kedalaman  potong  yang  digunakan dalam percobaan ini secara bertahap mulai dari 0,2  mm  dan  kelipatannya.  Terjadinya chatter ditandai  dengan  timbulnya  suara  bising  yang berlebihan, meningkatnya kekasaran
permukaan hasil pemotongan
dan
meningkatnya  amplitudo  getaran  saat  proses pemotongan  berlangsung.  Mesin  bubut  yang digunakan dalam penelitian ini adalah LA 530 x 1100 seperti pada gambar 5.1.
Gambar 2.  Mesin Bubut LA 530 x 1100
B. Uji  pemotongan  tanpa  menggunakan follower rest
1. Uji pemotongan Kr = 45°
Gambar hasil pemotongan slender bar ST-42  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong  utama Kr = 45° ditunjukkan pada gambar 3 sebagai tahap  awal  dan  gambar    4  saat  terjadinya chatter .  Parameter  proses  pembubutan  yang digunakan  putaran  mesin  367  rpm,  gerak makan 0,035 mm/putaran.
Gambar 3.  Hasil Pemotongan Pada Kedalaman Potong 0,2 mm
Gambar 4.  Hasil Pemotongan Pada Edalaman Potong 2,2 mm, Terjadi Chatter 2. Uji pemotongan Kr = 90° Gambar hasil pemotongan slender bar ST-42  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong  utama Kr = 90° ditunjukkan pada gambar 5 sebagai tahap  awal  proses  bubut  dan  gambar  6  saat terjadi chatter . Parameter proses pembubutan  yang  digunakan  putaran  mesin 520 rpm, gerak makan 0,07 mm/putaran.
Gambar  5.  Hasil  Pemotongan  Pada Kedalaman Potong 0,2 mm
Gambar 6.  Hasil Pemotongan Pada Kedalaman Potong 1,8 mm, Terjadi Chatter
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, 29 September 2018 Studi Eksperimental Peningkatan Kedalan Potong Proses Bubut Slender Bar Peniel| Masrurotul
C. Uji  pemotongan  dengan  menggunakan follower rest
1. Uji pemotongan Kr = 45°
Gambar hasil pemotongan slender bar ST-42  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong  utama Kr  =  45°  ditunjukkan  pada  gambar  7  yaitu tahap  mulainya  proses  pembubutan  dan gambar  8  saat  terjadi chatter .  Parameter proses  pembubutan  yang  digunakan  putaran mesin  367  rpm,  gerak  makan  0,035 mm/putaran.
Gambar 7.  Hasil Pemotongan Pada Kedalaman
Potong 0,2 mm
Gambar 8.  Hasil Pemotongan Pada Kedalaman Potong 3,2 mm, Terjadi Chatter
2. Uji pemotongan Kr = 90° Gambar hasil pemotongan slender bar ST-42  dengan  menggunakan  pahat  potong carbide  insert dimana  sudut  potong  utama Kr  =  90°  ditunjukkan  pada  gambar  9  yang merupakan  tahap  awal  proses  pembubutan dan  gambar  10  saat  terjadi chatter . Parameter proses pembubutan yang
digunakan  putaran  mesin  520  rpm,  gerak makan 0,07 mm/putaran.
Gambar 9.  Hasil Pemotongan Pada Kedalaman
Potong 0,2 mm
Gambar 8.  Hasil Pemotongan Pada Kedalaman Potong 3,0 mm, Terjadi Chatter

## D. Pembahasan
Elemen  dasar  dalam  proses  pembubutan dapat  dapat  dihitung  dengan  menggunakan rumus berikut  Kecepatan potong:
........................................... (1)
Untuk Kr = 45° dimana , d = diameter rata-
rata benda kerja = 32,8 mm V= m/menit
Untuk Kr = 90° dimana , d = diameter rata- rata benda kerja = 33,2 mm
V= m/menit
 Kecepatan makan:
V f = f . n .......................................... (2)
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, 29 September 2018 Studi Eksperimental Peningkatan Kedalan Potong Proses Bubut Slender Bar Peniel| Masrurotul
Untuk Kr =  45° dimana , f =  0,035 mm/putaran V f = 0,035 . 367 = 12,85 mm/menit Untuk Kr =  90° dimana , f =  0,07 mm/putaran V f = 0,07 . 520 = 36,4 mm/menit Tabel  1  berikut  ini  adalah  nilai  kedalaman potong  yang  menghasilkan chatter pada  proses bubut slender bar tanpa follower rest .
Tabel 1. Nilai kedalaman potong terjadinya chatter pada proses bubut slender bar tanpa follower rest
Sedangkan  untuk  nilai  kedalaman potong  yang  menghasilkan chatter pada  proses bubut slender  bar dengan  menggunakan follower rest .dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Nilai kedalaman potong terjadinya chatter pada proses bubut slender bar dengan menggunakan follower rest
Dari  tabel  diatas  dapat  dilihat  bahwa penggunaan follower  rest dapat  meningkatkan kedalaman  potong  pada  proses  bubut slender bar sebesar 45,45% dengan parameter pemesinan  sudut  potong  utama  Kr  =  45°, kecepatan  potong  37,8  m/menit  dan  kecepatan makan 12,85 mm/menit.
Selain  itu  penggunaan follower  rest juga dapat  meningkatkan  kedalaman  potong  pada proses  bubut slender  bar sebesar  66,67% dengan  parameter  pemesinan  sudut  potong utama  Kr  =  90°,  kecepatan  potong  54,2 m/menit dan kecepatan makan 36,4 mm/menit.

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Berdasarkan  pada  hasil  analisis  dan pembahasan  pada  bab  sebelumnya,  dapat disimpulkan  beberapa  hal  berkaitan  dengan
proses  bubut slender  bar dengan  dimensi  35 mm dan panjang 800 mm.
1.   Pada  proses  bubut slender  bar tanpa follower rest, chatter terjadi pada kedalaman  potong  2,2  mm  dengan  sudut potong  utama  Kr  =  45°,  kecepatan  potong 37,8  m/menit  dan  kecepatan  makan  12,85 mm/menit.
2. Pada  proses  bubut slender  bar tanpa follower rest, chatter terjadi pada kedalaman  potong  1,8  mm  dengan  sudut potong  utama  Kr  =  90°,  kecepatan  potong 54,2  m/menit  dan  kecepatan  makan  36,4 mm/menit.
3. Pada  pemotongan  menggunakan follower
rest , chatter terjadi  pada  kedalaman potong 3,2 mm dengan sudut potong utama Kr  =  45°,  kecepatan  potong  37,8  m/menit dan kecepatan makan 12,85 mm/menit.
4.  Pada  pemotongan  menggunakan follower rest , chatter terjadi pada kedalaman potong 3,0  mm  dengan  sudut  potong  utama  Kr  = 90°,  kecepatan  potong  54,2  m/menit  dan kecepatan makan 36,4 mm/menit.

## Saran
Pada  proses  bubut slender bar ini  belum memasukkan  penggunaan  sistem  peredam spring-mass  damper pada follower  rest . Sehingga pada penelitian berikutnya diharapkan dapat memasukkan penggunaan sistem peredam spring-mass  damper guna  memperkaya  dan mengembangkan hasil penelitian ini

## DAFTAR PUSTAKA
Cheng,  C.  C.,  Kuo,  C.  P.,  dan  Cheng,  W.  N. (2009), “Moving Follower Rest Design Using  Vibration  Absorbers  For  Ball Screw Grinding,” Journal of Sound and Vibration , Vol. 326, hal 123-136.
Jianliang,  dan  Rongdi,  Han  (2006),  “A  United Model  of  Diametral  Error  in  Slender Bar  Turning  with  a  Follower  Rest,” International Journal of Machine Tools
&  Manufacture ,  Vol.  46,  hal.  1002–
1012.
Kalpakjian,  S.  dan  Schmid,  S.  R.  (2001),
Manufacturing Engineering
and Technology ,  4 th edition,  Prentice  Hall, New York.
Membala,  S.  B.  (2013), Studi  Eksperimen Pengaruh Pengisian Pasir Pada Proses
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, 29 September 2018 Studi Eksperimental Peningkatan Kedalan Potong Proses Bubut Slender Bar Peniel| Masrurotul
Bubut  Eksternal  Pipa  Baja  Seamless
Untuk  Pencekaman  Dalam  Dan  Luar Terhadap Batas Stabilitas , Tesis Teknik Mesin, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya. Rochim,  Taufiq  (1993). Teori  dan  Teknologi Proses  Pemesinan ,  Institut  Teknologi Bandung, Bandung.
Suhardjono  (2000), Ein  Variabel  Einsetzbarer Gedämpfter Tilger zur Reduzierung von Ratterschwingungen bei Drehmaschinen , Wissenschaft & Technik Verlag, Berlin.