## OPTIMASI DESAIN STRUKTUR BED MESIN BUBUT CNC  TERHADAP PENGARUH DEFLEKSI, FREKUENSI PRIBADI DAN PROSES MANUFAKTUR MILLING

## Ardhi Priantoko
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus Email: ardhi180@yahoo.com
Achmad murdifin Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus Email: achmad.murdifin@yahoo.com

## Afin Adkhiyan
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus Email: afinadkhiyan@gmail.com

## Sugeng Slamet
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus Email: sugeng_hanun@yahoo.co.id

## ABSTRAK
Tujuan utama dari optimasi desain ini adalah untuk meningkatkan kualitas dari mesin bubut yang akan dibuat BMEPPO-BBPT.  Dengan  tetap  menggunakan  material Gray  cast  iron (FC25)  serta  menekan  jumlah    material yang di butuhkan dalam  pembuatan bed bubut tersebut tetapi menghasilkan bentuk desain Slant Bed bubut CNC yang  optimal  sehingga  tidak  mengurangi  kualitas  mesin  yang  akan  dibuat.  Perancangan    struktur bed menggunakan ribbing dapat membuat mesin tetap kokoh dan mampu mengatasi pembebanan  yang terjadi akibat berat  komponen  mesin  bubut,  namun  tetap  memenuhi  aspek  berat  yang  tidak  berlebihan.  Proses  perancangan dilakukan melalui metode reverse engineering dari desain mesin bubut CNC Leadwell T-6, yang berikutnya akan dimodifikasi untuk melihat  perilaku  statis tepatnya pada defleksi, perilaku  dinamis serta  frekuensi dari desain yang  akan  diuji  menggunakan  pendekatan software analisis.  Hasil  akhirnya  adalah  mendapatkan  desain  dengan defleksi  terkecil  serta  gambar  desain  manufaktur  untuk  membantu  proses  permesinan milling pada  tahap bembuatan bed mesin bubut CNC tersebut.
Kata kunci: Bed, defleksi, frekuensi, dan desain manufaktur.

## ABSTRACT
The  mainly  purpose  from  this  design  optimization  to  increase  lathe  quality  which  will  made  by BMEPPO-BPPT.  Decided  use  Gray  cast  iron  (FC25)  as  material  and  losing  weight  on  production  but can create optimal CNC lathe slant bed design and will not decreasing machine quality. Design structure of bed use ribbing methode can save machine stiffness and hold all load from lathe machine component but still can kept that weight not excessive. Design procces use Reverse Engineering methode from CNC Leadwell T-6 machine and then will modified to see the dynamic and static characteristic.  Result of this optimization is give design with low deflection  and manufacturing design for help milling procces.
Keywords: Bed, deflection, frequency and manufacturing design.

## 1. PENDAHULUAN
Mesin  perkakas  adalah  salah  satu  pendukung  dari  berkembangnya  industri  manufaktur  di  seluruh  dunia. Dilihat  dari  negara-negara  maju  seperti  Jepang,  Jerman  dan  Amerika  serikat  dengan  perkembangan  industrinya mereka menjadi pemasok utama di dunia. Di indonesia sendiri perkembangan sektor industri mesin perkakas masih jauh tertinggal.
Balai  Mesin  Perkakas,  Teknik  Produksi,  dan  Otomasi  –  BPPT  (disingkat  BMEPPO  –  BPPT)  berencana membuat  mesin  bubut  CNC  yang  akan  di-reverse    desainnya  dari  mesin  bubut  Leadwell  T-6  buatan  Taiwan.
Dipilihnya  mesin  Leadwell  T-6  ini  karena  dari  target  harga  dan  kualitas  mesin  yang  masih  terjangkau  dan berdasarkan survey  harga per komponen  mesin,  harga akhir  yang diharapkan bisa lebih  murah dari  mesin  yang sudah ada, sehingga mesin produksi BPPT mampu bersaing dengan mesin buatan China ataupun Taiwan dalam perkembangannya.
Beberapa  penelitian  dilakukan  untuk  meningkatkan  kualitas  mesin  bubut  terutama  pada  bagian  bed  yang menjadi baian terpenting dalam struktur mesin perkakas. Salah satu metode yang digunakan adalah penambahan ribbing atau penyangga pada struktur bed. Metode ini dinilai paling efisien pada aspek penggunaan material karena dengan jumlah material yang rendah tetapi dapat meningkatkan kekuatan struktur [1].
Nilai  kekuatan  desain  bed  dapat  diketahui  melaui  analisa  pengujian  menggunakan  pendekatan software analisis CAD. Pendekatan ini dipilih karena tidak memunggkinkan untuk pembuatan prototipe asli dari bed yang akan dibuat sebagai pengujian  secara langsung karena membutuhkan biaya yang mahal dalam pembuatannya.
Tulisan ini akan menyajikan proses optimasi desain bed pada tahap modifikasi desain, analisa desain terhadap kekuatan  statis  mendapatkan  besar  defleksi  struktur,  serta  desain  manufaktur  berupa  gambar  permesinan  untuk proses pengerjaan permukaan dengan menggunakan mesin milling pada tahap selanjutnya.

## 2. STUDI PUSTAKA
Mesin perkakas terdiri dari struktur mesin, Bed , kolom, Housing. Bed adalah dasar dari mesin perkakas di mana guideways,  spindle, dan  komponen  lain  dipasang.  Struktur  mesin  tersebut  harus  mampu  menahan  beban maksimal dari komponen dan benda kerja. Mesin perkekas memiliki karakter keakuratan produksi yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin pembentukan logam. Mesin perkakas digunakan untuk proses produksi barang dalam jumlah  yang  relatif  kecil  atau  sedikit.  Sebaliknya  dengan  mesin  pembentukan  logam  secara  ekonomis  untuk memproduksi barang dalam jumlah banyak [2].
Sebuah mesin perkakas harus mampu menjaga stabilitas kerja dan harus memenuhi beberapa kriteria umum seperti  :  kekakuan  statis  yang  tinggi;  menghindari  frekuensi  pribadi  yang  tidak  dapat  diterima  agar  tidak  terjadi resonansi;  menahan  getaran  pada  level  yang  dapat  diterima;  kapasitas  redaman  yang  memadai (damping) ; kecepatan dan pemakanan tinggi; tingkat keausan yang rendah di bagian Sliding Part; distorsi termal yang rendah dari komponen mesin perkakas yang berbeda; desain, pengembangan, pemeliharaan, perbaikan, dan biaya produksi rendah [2].
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 1 struktur mesin perkakas dapat dibagi menjadi 2 yaitu Open Frames / Struktur  Terbuka.  Struktur  terbuka  memiliki  kemudahan  untuk  mengakses  pahat/alat  potong  dan  benda  kerja. Struktur  bertipe  terbuka  dapat  kita  jumpai  di  mesin  bubut,  bor,  sekrap,  dan  freis.  Pada  mesin  bubut  struktur  ini disebut bed , sedangkan pada mesin freis dan gurdi, struktur ini disebut kolom. Closed Frames / Struktur tertutup. Struktur tertutup  memiliki kekakuan  yang amat baik  namun akses  untuk benda kerja dan pahat cenderung sulit. Struktur tertutup dapat dijumpai di mesin press dan mesin uji tarik.
Gambar 1. a. Struktur Mesin terbuka; b. Struktur Mesin Tertutup [2]
Perancangan  struktur  mesin  perkakas  disesuaikan  dengan  kebutuhan  gerak  pemotongan  dan  pemakanan, panjang  langkah,  serta  ukuran  dan  kapasitas  mesin.  Dalam  hal  ini,  pembuangan Chip, travel ,  pemasangan,  dan pemeliharaan  juga  dipertimbangkan.  Tingkat  pemindahan  bahan  menentukan  kapasitas  daya  alat  mesin  dan karenanya besarnya gaya potong. Kelas akurasi produksi dipengaruhi oleh deformasi dan lendutan struktur, yang harus dijaga dalam batas  yang  ditentukan. Penilaian perilaku struktur alat  mesin diperoleh dengan  mengevaluasi karakteristik statis dan dinamis [3].
Secara  umum  pada  gambar  2,  di  dalam  mesin  bubut  CNC  ada  5  komponen  utama,  yaitu bed,  tooling system/turret,  guideways,  tailstock, dan headstock .  Untuk  komponen  mesin  seperti  pahat,  scrap  conveyor  dapat dimasukkan kategori komponen tambahan.
a.
b.

## Gambar 2. Komponen utama mesin bubut CNC (sumber: Leadwell product brochure)
Analisa  statis  sangat  diperlukan  pada  tahap  perancangan  desain  bed  mesin  perkakas  untuk  mengetahui tegangan, regangan dan defleksi struktur, begitu juga dengan analisa dinamis yang digunakan untuk mengetahui frekuensi  natural  mesin  yang  berhubungan  erat  dengan  getaran  struktur.  Kedua  hal  ini  sangat  penting  untuk mencegah kegagalan kerja mesin ketika dioperasikan [4].
Gaya statis yang bekerja di struktur adalah akibat dari gaya proses/gaya pemotongan dan berat dari komponen mesin serta benda kerja. Gaya statis yang bekerja pada struktur akan mengakibatkan adanya defleksi atau kesalahan geometrik  selama  proses  pemesinan  terjadi  sehingga  hasil  proses  pemesinan  akan  berada  pada  daerah  toleransi yang nilainya diperoleh dari kesalahan geometrik akibat pembebanan statis. Adanya kesalahan geometrik ini akan mempengaruhi akurasi hasil proses pemesinan [2].
Analisa  dinamis  digunakan  untuk  menentukan  karakteristik  getaran  dan  frekuensi  pribadi  [4].  Akibat  dari gaya  dinamis  ini,  akan  terjadi  getaran  atau  sering  disebut chatter yang  mempengaruhi  stabilitas  dari  proses pemesinan.
Proses manufaktur merupakan suatu proses pembuatan benda kerja dari bahan baku sampai barang jadi atau setengah  jadi  dengan  atau  tanpa  proses  tambahan.  Pada  dasarnya  proses  manufaktur  benda  kerja  terutama  yang berasal dari bahan logam dapat dikelompokkan menjadi: (a) Proses pengecoran (b) Proses pembentukan (c) Proses pemotongan (d) Proses penyambungan (e) Proses perlakuan fisik (f) Proses pengerjaan akhir.
Manufaktur adalah multidisiplin melibatkan desain produk dan kekuatan aspek materi teknik mesin; dasar- dasar struktur material, pemodelan, dan konsep desain proses pengolahan bahan dan teknik;  evaluasi biaya, dasar- dasar  pengolahan  manufaktur,  kualitas  kontrol,  dan  seluruh  aspek  manajemen  mutu  teknik  industri.  Topik  lain, seperti teknik penggunaan alat dan analisis kegagalan. Karena manufaktur melibatkan ilmu pengetahuan yang luas, tentu  memerlukan  kerja  tim  yang  kompak    antara  anggota  dari  berbagai  disiplin  ilmu  teknik.  Tim  keja  ini melibatkan  desain,  pemilihan  bahan,  proses  seleksi,  pemasaran,  pembelian,  produksi,  kualitas,  dan  fungsi manufaktur lainnya yang diperlukan untuk mengembangkan produk "terbaik" untuk konsumen [5].
Dalam perancangan bed ini Konfigurasi  permukaan  yang  mencakup  antara  lain kekasaran permukaan dan arah bekas pengerjaan (tekstur),  memegang peranan penting  dalam  perencanaan  suatu  elemen  mesin,  yaitu yang  berhubungan  dengan  gesekan,  keausan,  pelumasan,  tahanan  kelelahan,  kerekatan  suaian,  dan  sebagainya. Konfigurasi permukaan yang diminta perencana  harus  dinyatakan  dalam gambar,  menurut  cara-cara  yang sesuai dengan standar.
Kekasaran permukaan adalah penyimpangan rata-rata aritmetik dari  garis rata-rata profil , yang selanjutnya disebut nilai  kekasaran (Ra). Nilai kekasaran rata-rata aritmetik telah diklasifikasikan oleh ISO menjadi 12  tingkat kekasaran,    dari    mulai    N1    sampai    dengan    N12.    Untuk  penunjukan    pada    gambar    mengenai    spesifikasi kekasaran  ini  dapat dituliskan langsung nilai Ra-nya, atau tingkat keka-sarannya.
Sebagaimana  pada  tabel  1.  nilai    kekasaran    permukaan    suatu    elemen    ditentukan    menurut  fungsinya, sedangkan untuk mencapainya bergantung pada kemampuan proses pengerjaan manual  atau pemesinan di  tempat produksi.
Tabel 1. Nilai kekasaran permukaan [4] Kekerasan Ra (µm) Tingkat Kekerasan Panjang Sampel (mm) 50 25 N12 N11 8 12.5 6.3 N10 N9 2.5 3.2 1.6 0.8 0.4 N8 N7 N6 N5 0.8
0.2
0.1 0.05 N4 N3 N2 0.25 0.025 N1 0.08
Penjelasan  notasi  simbol  parameter  digunakan  untuk  menunjukkan  kekasaran  permukaan  produk  industri, termasuk kekasaran rata-rata aritmatika (Ra), tinggi maksimum (Ry), 10-spot rata kekasaran (Rz), rata-rata jarak cekung-to-cembung  (Sm),  jarak  rata-rata  antara  puncak  lokal  (S),  dan  tingkat  panjang  beban  (tp).  Kekasaran permukaan  adalah  rata-rata  aritmatika  dari  nilai-nilai  di  tempat  yang  dipilih  secara  acak  pada  permukaan  suatu benda [6].

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Proses perancangan dimulai dengan merekonstruksi ulang struktur bed mesin Leadwell T-6 buatan Taiwan yang  nantinya  akan  dijadikan  acuan  atau  akan  di- reverse untuk  pembuatan  mesin  bubut  CNC  yang  dibuat  oleh BPPT.  Gambar 4 adalah  hasil rekonstruksi ulang mesin bubut CNC Leadwell T-6 melalui software Solidworks 2013.

## Gambar 3. Rekontruksi Desain Bed Existing
Berdasarkan data material yang telah ada sebelumnya, diperoleh berat struktur bed menurut Solidworks 2013 adalah 1.546 ton kg. Untuk bentuk ribbing yang digunakan adalah ribbing diagonal seperti ditunjukkan gambar di bawah ini
Gambar 4. Pemotongan Desain Bed Existing
Dari desain bed yang ada, penulis mencoba memodifikasi desain bed tersebut dan diperoleh 3 desain utama untuk menjadi pertimbangan desain selanjutnya:
a) Desain 1 – Vertical ribbing dengan pemotongan bagian belakang bed I
Gambar 5. (a) isometri depan desain I (b) pemotongan desain dari samping; (c) pemotongan desain dari depan
b) Desain 2 – Diagonal Ribbing dengan tambahan rib di bawah t ailstock
Gambar 6. (a) isometri depan desain II (b) pemotongan desain dari samping (c) Pemotongan Desain Dari Belakang
c) Desain 3 – Vertical ribbing dengan pemotongan bagian belakang bed II
Gambar 7. (a) isometri depan desain III (b) pemotongan desain dari samping (c) Pemotongan Desain Dari Belakang
Setelah diperoleh desain existing dan 3 desain modifikasi, langkah selanjutnya yang dilakukan oleh penulis adalah memberi pembebanan statis pada bed yang nantinya akan dianalisis lebih lanjut. Secara umum, di dalam mesin bubut CNC ada 6 komponen utama, yaitu bed , tooling system/turret, guideways, tailstock, headstock, dan motor  penggerak.  Untuk  komponen  mesin  seperti  pahat,  scrap  conveyor  dapat  dimasukkan  kategori  komponen tambahan.   Dalam pembebanan statis ini akan dibuat beberapa asumsi untuk memudahkan proses perhitungan dan analisis, antara lain:
1) Pembebanan  akibat  berat  komponen  yang  diterima  oleh bed adalah  dari tailstock,  headstock,  tooling system/turret, dan guideways.
2) Berat motor listrik diabaikan untuk pembebanan.
3) Gaya berat yang diterima oleh bed terdistribusi merata/tidak pada satu titik pada bagian bed yang menerima pembebanan.
4) Akan dilakukan 2 analisis, saat gaya pemotongan terjadi maksimum dan saat gaya pemotongan sesuai katalog mesin Leadwell sebagai pembanding.
5) Gaya pemotongan radial dapat diabaikan karena nilainya terlalu kecil.
6) Tailstock tidak dipakai saat proses pemotongan sehingga gaya pemotongan dari pahat akan dialirkan benda kerja seluruhnya ke headstock.
Perlu dijelaskan pada asumsi keempat,  adanya dua analisis yaitu ketika gaya pemotongan maksimum dan ketika gaya pemotongan sesuai katalog mesin Leadwell diperlukan sebagai tolak ukur ketercapaian kualitas mesin dibanding  mesin Leadwell dan  sebagai  patokan  kualitas  mesin  ketika  beban  yang  terjadi  maksimal  sehingga
nantinya  akan  dicantumkan  pada  katalog  mesin  kondisi-kondisi  yang  harus  dihindari  saat  proses  pemesinan dilakukan.
Berdasarkan software Solidworks 2013, diperoleh berat komponen antara lain [2]:
a) Headstock + motor : 375 kg
b) Berat tooling system + Guideways Z Axis : 350 kg c) Berat Tailstock + Guideways X Axis : 210 kg
d) Berat motor hidrolik + ball screw : 70 kg
Untuk  analisis  pertama,  saat  gaya  pemotongan  maksimum  gambar  8.c  digunakan  gaya  pemotongan  arah vertikal (FT) sebesar 2263.5 N dan gaya pemakanan (Ff) sebesar 679 N. untuk analisis kedua gambar 8.b, nilai gaya pemotongan arah vertikal (FT) sebesar 72 N dan gaya pemakanan (Ff) sebesar 24 N.
a b c d
Gambar 8. (a) Diagram Benda Bebas akibat berat komponen, (b) Diagram Benda Bebas akibat gaya pemotongan maksimum, (c) Diagram Benda Bebas akibat gaya pemotongan sesuai katalog, (d) Diagram Benda Bebas keseluruhan yang diterima Bed
Melalui software  ANSYS  R15.0 daerah  pembebanan  seperti  asumsi  ketiga  dapat  dilihat  pada  gambar  9 berikut:

## Gambar 9. Pemberian gaya pada software ANSYS R15.0
Setelah dilakukan pemberian beban dengan nilai seperti dicantumkan di atas, berikutnya dilakukan analisis statis  untuk  melihat  defleksi  statis  dan  tegangan Von  Mises yang  terjadi  di  struktur  baik  saat  terjadi  gaya
pemotongan  maksimal  maupun  gaya  pemotongan  sesuai  katalog.  Selain  analisis  statis,  dilakukan  pula  analisis dinamis  untuk  melihat  nilai  frekuensi pribadi dari struktur dan daerah kritis  yang  mungkin  terjadi saat frekuensi pribadi tersebut terjadi.

## 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Statis
a) Desain 1ribbing back-cut versi I
a b
Gambar 10. Defleksi statis pada desain I saat  gaya potong (a) maksimum (b) katalog
Gambar 11. Persebaran tegangan von Mises pada desain I
b) Desain 2 Ribbing diagonal
a b
Gambar 12. Defleksi statis pada desain II saat gaya potong (a) maksimum (b) katalog
Gambar 13. Persebaran tegangan von Mises pada desain II
c) Desain 3 ribbing back-cut versi II
a
b
Gambar 14. Defleksi statis pada desain III saat gaya potong (a) maksimum (b) katalog
Gambar 15. Persebaran tegangan von Mises pada desain 3

## 4.2 Analisi Dinamis
Tabel 2. Daftar frekuensi pribadi ketiga desain Mode Frequency[Hz] Vertical ribbing back- cut versi II Diagonal ribbing Vertical ribbing back-cut versi II 1 156.26 166.37 171.4 2 226.16 203.82 210.68 3 281.99 243.92 251.33 4 291.63 327.26 344.25 5 340.92 383.17 393.04 6 393.94 409.27 421.92
Dari hasil analisis statis dan dinamis tersebut, perbandingan untuk masing-masing desain ditunjukkan pada tabel 3.

## Tabel 3. Perbandingan masing-masing desain ribbing
No Desain Berat (ton) Defleksi statis (μm) Tegangan von Mises (MPa) Frekuensi Pribadi 1 (Hz) 1 Existing 1.546 5.6609 2.2234 130.97 2 Vertical  Ribbing back cut Versi I 1.528 4.1153 1.3275 156.26 3 Diagonal ribbing 1.547 3.7328 1.8337 166.37 4 Vertical  Ribbing back cut Versi II 1.542 2.752 1.9038 171.40
Tabel 4. Perbandingan relatif masing-masing desain ribbing
No Desain Berat (ton) Defleksi statis (μm) Tegangan von Mises (MPa) Frekuensi Pribadi 1 (Hz) 1 Existing Datum Datum Datum datum 2 Vertical  Ribbing back cut Versi I + + + + 3 Diagonal ribbing - ++ + + 4 Vertical  Ribbing back cut Versi II + +++ + +
Mesin  bubut  CNC leadwell  T-6 ini  juga  memiliki  frekuensi  pribadi  yg  cukup  rendah,  yaitu  130.97  Hz. Berdasarkan katalog, mesin ini beroperasi maksimum pada putaran spindle 4500 RPM atau setara dengan 75 Hz. Nilai selisih antara putaran spindle dengan frekuensi pribadi ini sebenarnya cukup jauh, yaitu 55 Hz, namun tidak dapat  mengantisipasi  jika  terjadi  salah  pemotongan  atau  terjadinya  proses  pemesinan  dengan  kedalaman  potong yang  besar  hingga  menghasilkan chatter sehingga  struktur  ini  rawan  gagal  jika  operator  tidak  pandai  dalam menggunakan mesin ini. Struktur yang baik adalah ketika frekuensi kerja maksimum dari beban yang ada bernilai 1/3 dari frekuensi pribadi strukturnya [7]. Struktur yang baik seharusnya memiliki frekuensi pribadi pertama kali di angka 225 Hz.
Dari 3 modifikasi desain yang ada, perbaikan desain meliputi aspek statis  dan dinamik. Dalam hal dinamik, walau belum  mencapai angka 225 Hz, ketiga desain  sudah  menunjukkan  kenaikan  frekuensi pribadi pertama di angka 155-170 Hz yang menunjukkan perbaikan desain. Dari aspek dinamik, masih belum dapat diputuskan untuk memilih 1 desain terbaik.
Dari aspek statis, ketiga desain ini lebih kuat dibanding desain CNC leadwell T-6 karena nilai tegangan von Mises -nya lebih kecil, artinya struktur mampu mendistribusikan pembebanan yang dialaminya dengan baik, namun 3 desain tersebut kurang optimal karena safety factor struktur tersebut sangat tinggi serta dilihat dari Yield strength materialnya yang masih jauh di angka 250 MPa sedangkan struktur modifikasi hanya berada di angka 1,4-1,6 MPa. Dari aspek defleksi statis, desain dengan ribbing back-cut versi II menunjukkan perbedaan cukup signifikan dibanding desain lain dengan defleksi di angka 2.753 μm  yang memberikan defleksi statis terkecil. Dari aspek ini menunjukkan  bahwa  desain  dapat  digunakan  untuk  desain bed mesin  bubut  CNC  BPPT  yang  selanjutnya  akan dimanufaktur.

## 4.3 Desain manufaktur
Metode desain penambahan ribbing terbukti dapat meningkatkan kekuatan struktur bed dengan jenis material yang sama dan pengurangan jumlah material yang digunakan. Hal ini dapat menjadi acuan meningkatnya kualitas struktur mesin. Optimasi yang dilakukan memberikan hasil pada penurunan biaya produksi bed mesin yang akan dibuat. Perubahan desain modifikasi pada desain ribbing back-cut versi II ditunjukan pada gambar 16-19.
Gambar 17. Pemotongan bagian delakang bed
Gambar 18. Per bed aan ribbing bagian dalam bed
Gambar 19. Proses Surface Finishing desain bed terpilih
Gambar 19 adalah gambar teknik proses pengerjaan permukaan desain terpilih dari tiga desain yang penulis buat. Gambar ini digunakan untuk panduan proses manufaktur bed yang akan dibuat termasuk pemilihan mesin miling plano yang dapat melakukan pengerjaan permukaan sesuai dimensi bed . Desain yang tepat dari struktur mesin perkakas membutuhkan pengetahuan mendalam tentang bentuk desain mereka dan sifat material, dinamisa proses pemesinan tertentu dan sifat dari komponen yang menyusunnya. Baru- baru ini, penelitian telah dilakukan di bidang perbaikan desain struktural dari peralatan mesin dengan meningkatkan kekakuan dan keringanan berat badan yang terutama mendesak untuk bagian-bagian struktural, seperti tempat tidur, kolom, meja kerja, balok dan sebagainya. Susunan rusuk ( Ribbing ) di struktur mesin perkakas merupakan faktor kunci untuk kekakuan struktural dan konsumsi bahan. Sehingga desain keringanan dari ribbing signifikan untuk kerja mmesin dan menghemat biaya.
Berikut pejelasan masing-masing prosess permesinan sesuai gambar 19 : a. Proses no 1
Angka  1.5   menunjukkan bahwa dimensi  permukaan yang  akan  di kerjakan harus  diberi  kelonggaran sebesar    1.5    milimeter    sebelum  dilakukan    penyelesaian  akhir    ( finishing )    melalui    permesinan.  Dalam prakteknya, pencantuman  angka  kelonggaran ini tidak  diharuskan ada   karena  biasanya  sudah  diketahui bahwa  untuk   pemrosesan kembali  suatu permukaan sudah tentu  harus ada  kelebihan dimensi ukuran  dari permukaan  tersebut.  Dalam  gambar  kerja,  biasanya  dicantumkan  angka    kelonggaran,    tetapi    angka kelonggaran untuk permesinan.
Angka 3,2 menunjukkan bahwa kekasaran rata-rata maksimum yang diijinkan  adalah 3,2  mm. Pada Tabel 1 dapat  dilihat    angka-angka  kekasaran  Ra      dari    12    kelas  kekasaran.  Ada    pula    satuan  lain    yang  biasa digunakan untuk menyatakan harga kekasaran rata-rata selain mm yaitu microinch  atau  ru, 1 ru = 0.025 mm. Pada bagian atas dari tanda segitiga terdapat tulisan  yang  berbunyi milling , artinya:  penyelesaian akhir  dari permukaan ( finishing ) dilakukan    dengan    menggunakan   mesin    ( milling machine ). Kadang-kadang dicantumkan  pula  keterangan  lain  dalam penyelesaian permukaan, misalnya proses pengerasan,  proses pelapisan, proses pancaran pasir,  dan  sebagainya.
Angka 0,8 menunjukkan angka panjangnya sampel pengukuran yang harus   diambil   dalam    pemeriksaan kekasaran   permukaan   dari komponen yang  dibuat  tersebut. Jadi, angka 0,8 pada contoh  di atas artinya adalah panjang sampel untuk  pemeriksaan kekasaran sama dengan 0,8 milimeter.
Simbol  =  artinya:    arah    bekas  pengerjaan  sejajar  dengan  bidang    proyeksi    dari  potongan  tempat  tanda dipakai.
b. Proses no 2
Angka 12,5 menunjukkan bahwa kekasaran rata-rata maksimum yang diijinkan  adalah 12,5  mm. Pada Tabel 2.4 dapat dilihat  angka-angka kekasaran Ra   dari  12  kelas kekasaran. Ada  pula  satuan lain  yang biasa digunakan untuk menyatakan harga kekasaran rata-rata selain mm yaitu microinch  atau  ru, 1 ru = 0.025 mm. Pada bagian atas dari tanda segitiga terdapat tulisan  yang  berbunyi sand casting, artinya:  penyelesaian akhir dari  permukaan ( finishing ) dilakukan    dengan   menggunakan  hasil dari sand casting.
c. Proses no 4
Tanda        artinya proses pengerjaannya dengan sandcasting dan forging dengan harga Ra 12,5 – 25,0 dan rata-rata maksimum kekerasan yang diijinkan adalah 12,5 mm – 25,0 mm. d. Proses no 5
Tanda             menjelaskan proses pengrjaannya dengan harga Ra 3,2 – 6,3 dan rata-rata maksimum kekerasan yang di ijinkan adalah 3,2 mm – 6,3 mm.
Untuk proses permesinan dari bed ke 3 tersebut dengan ukuran bed yang telah ada, menggunakan Portal Type Plano Miller , model FLP 1600,dengan spesifikasi berikut :
Gambar  20. Portal Type Plano Miller, model FLP 1600
Gambar 20 menunjukan Jenis Portal Type plano miller Model FLP dirancang untuk mesin mekanik berbagai bagian  yang  terbuat  dari  besi  cor  atau  baja,  baja  ditempa  atau  struktur  dilas.  Jenis  mesin  dapat  melakukan pengerjaan  seadanya, finishing dan  operasi  penggilingan  super-akhir  serta  pengeboran  dan  memotong  benang. Mesin-mesin dapat dikendalikan dalam mode otomatis melalui peralatan CNC atau manual (mode MDI) dari panel kontrol pusat.
Tabel 4. Spesifikasi Mesin Milling Plano Spesification M.U. FLP  1600 Table size mm 4000 × 1620 in 157 × 64 Max.load on table Kg/m 4000 Table longitudional travel (x) mm 4600 in 181 Head longtudional travel (y) mm 2500 in 98 Ram vertikal travel (z) mm 1000 in 39 Spindle taper ISO 50 Spindle speed range rpm 10-3000 Main motor power kW 30 hp 40 Distance between columns mm 2000 in 79 Max. Distance between table and spindle front surface mm 2150 in 85

## 5. KESIMPULAN
1) Desain existing perlu dirancang ulang.
2) Modifikasi desain vertical ribbing dengan pemotongan bagian belakang bed II memiliki nilai defleksi statis yang paling baik diantara modifikasi desain yang lain.
3) Modifikasi desain vertical ribbing dengan pemotongan bagian belakang bed II merupakan desain terkuat dari desain yang ada dengan nilai tegangan von mises terkecil.
4) Tiga modifikasi desain menunjukkan perbaikan nilai frekuensi pribadi dari struktur bed .
5) Proses manufaktur pengerjaan permukaan disarankan menggunakan mesin Portal Type Plano Miller , model FLP 1600

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Abuthakeer  ,  S.  Syath  .  2011.  “Structural  Redesigning  Of  A  Cnc  Lathe  Bed  To  Improve  Its  Static  And Dynamic Characteristics”. International Journal of Engineering-Tome IX. 3, 389-384.
[2] Youssef, Helmi A., and El-Hofy, Hassan. (2008). Machining Technology: Machine Tools and Operations, USA: CRC Press.
[3] Mazid  ,A.  M.  (2007).  “Evaluation  of  dynamic  quality  of  lathe  machines  to  categorise  them  for  better productivity and accuracy reducing defects”. 5th  Australasian Congress on Applied Mechanics, ACAM 2007. Australia: Monash University
[4] Subrahmanyam  ,B.V.  2013.  “Static  and  Dynamic  Analysis  of  Machine  Tool  Structures”. InternatIonal Journal of research In MechanIcal engIneerIng & technology 4. 14-18.
[5] Creese, G. Robert. (1999 ). Introduction to Manufacturing Processes and Material. USA: Marcel Dekker, Inc.
[6] JIS B 0601.(1994). Technical Data: Surface Roughness. Halaman 1257-1258
[7] Weck, Manfred . (1984). Handbook of Machine Tools Volume 2: Construction and Mathematical Analysis, Inggris: John Wiley & Sons.