perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT Skripsi Oleh: AJI WIBOWO NIM: K2502021 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010
63
Embed
PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT … · 1400rpm dan 50rpm sedangkan B variasi pendinginan Bahan Pahat yaitu Pahat Jenis Karbida dan Pahat Jenis HSS maka terdapat
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN
PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA
MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT
Skripsi
Oleh:
AJI WIBOWO
NIM: K2502021
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN
PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA
MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT
Oleh:
AJI WIBOWO
NIM: K2502021
Skripsi
Ditulis untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Mendapatkan
Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan
tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis dalam naskah dan
disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta,
Penulis
Aji wibowo
NIM : K 2502021
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
ABSTRAK
Aji wibowo. PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN
BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45
PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT. Skripsi. Surakarta:
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Januari:
2010.
Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar
spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan
program Absolut, (2) Mengetahui pengaruh variasi bahan pahat terhadap kehalusan
permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (3)
Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap
kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (4)
Mengetahui tingkat kehalusan maksimal yang dihasilkan pada interaksi variasi kecepatan
putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada
mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium SMK N 2 Surakarta dan Laboratorium
Teknik DIII UGM Jogyakarta. Populasi berupa Baja EMS 45. Sampel penelitian adalah
Baja EMS 45 dengan Diameter 25,4mm dan Panjang 80mm sebanyak 12 Spesimen.
Teknik sampling menggunakan teknik Purpossive Sampling. Desain eksperimennya
adalah desain faktorial AxB di mana A variasi Kecepatan Putar Spindel yaitu 3200rpm,
1400rpm dan 50rpm sedangkan B variasi pendinginan Bahan Pahat yaitu Pahat Jenis
Karbida dan Pahat Jenis HSS maka terdapat 8 perlakuan di mana setiap perlakuan
dilakukan replikasi sebanyak 4 kali sehingga didapat 32 data. Data diperoleh dengan cara
pengukuran daya motor digunakan dinamometer. Analisis data menggunakan analisis
variansi dua jalan, setelah sebelumnya dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas (uji
Liliefors) dan uji homogenitas (uji Bartlett). Kemudian dilakukan uji komparasi ganda
(uji Scheffe). Selanjutnya dilakukan perhitungan rerata sel.
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Ada pengaruh negatif antara
variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin
CNC-TU2A dengan program Absolut. Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data
yang menyatakan bahwa Fobs = 30,07 lebih besar daripada Ftabel = 6,93 pada taraf
signifikasi 1%.. (2) Ada pengaruh yang signifikan antara variasi bahan pahat terhadap
kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs = 13,06
lebih besar daripada Ftabel = 9,33 pada taraf signifikasi 1%. (3) Ada pengaruh negatif
antara interaksi variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap
kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.
Hal tersebut ditunjukkan pada hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs =
7,22lebih besar daripada Ftabel = 6,93 pada taraf signifikasi 1%.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada:
Hari :
Tanggal :
Persetujuan Pembimbing
Pembimbing I
Drs. Suhardi, MT
NIP. 194606041975011001
Pembimbing II
Suharno, ST, MT
NIP. 197106032006041001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
PENGESAHAN
Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Pendidikan
Teknik dan Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan
diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.
Pada hari : ............................
Tanggal : ............................
Tim Penguji Skripsi :
Nama Terang Tanda Tangan
Ketua : Drs.Subagsono, MT. .........................
Lampiran 27. Surat-Surat Perijinan dan Keterangan ......................................... 119
Lampiran 28. Gambar Penampang Alat Pendingin Premium
Lampiran 29. Gambar Penampang Alat Pendingin Udara Masuk
Lampiran 30. Foto-Foto Dokumentasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang
sangat pesat. Komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat perkakas mesin
diantaranya mesin bubut, mesin frais, mesin bor. Hasil perpaduan teknologi
komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamanakan mesin CNC
(Computer Numerikally Controlled). Sistem pengoperasiannya menggunakan
program yang dikontrol langsung oleh komputer. Secara umum konstruksi mesin
perkakas CNC dan sistem kerjanya lebih sinkron antara komputer dan mekaniknya.
Pengertian singkat mesin CNC (Computer Numerikally Contrlled) adalah suatu
mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (perintah
gerakan dengan menggunakan kode angka dan huruf). Missal: pada layar monitor
mesin kita tulis M05 maka spindle mesin akan mati.
1. Mesin CNC
Mesin CNC secara garis besar digolongkan menjadi 2, yaitu: mesin CNC
Training Unit dan mesin CNC Production Unit. Kedua tipe tersebut diatas pada
prinsip kerjanya sama hanya dalam penerapan dan penggunaannya yang berbeda.
Emsin CNC Training Unit digunakan untuk latihan dasar-dasar pengoperasian dan
pemrograman CNC yang dilengkapi dengan EPS (External Programming Sistem)
dan juga untuk mengerjakan pekerjaan ringan. Mesin CNC Production Unit
diguanakan untuk produksi masal, sehingga mesin dilengkapi dengan asesoris yang
lebih mahal. Missal: sistem Chuk otomatis, pembuka pintu otomatis, pembuangan
tatal dan lain-lain. Mesin berjalan secara otomatis sesuai dengan perintah program
yang diberikan, sehingga dengan program yang sama mesin CNC dapat diperintakan
untuk menukangi proses pelaksanaan program secara terus-menerus.
Ada dua bagian mesin perkakas mesin CNC.
a. Mesin perkakas (machine tools)
Adalah bagian yang melaksanakan proses pengerjaan benda kerja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
b. Sistem CNC (CNC Sistem)
Adalah bagian yang melakukan pengontrolan atau mengendalikan gerak mesin
perkakas.
2. Prinsip Kerja Mesin CNC
Mesin CNC ini menggunakan sistem persumbuan dengan dasar siste koordinat
Carthesius (arah jarum jam). Untuk menjelaskan sistem persumbuan dapat dilihat
pada gambar dibawah ini:
Prinsip kerja mesin CNC adalah pisau berputar, sednagkan benda kerja yang
terpasang pada meja bergerak kea rah horizontal atau melintang. Untuk arah gerakan
persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan yaitu: sumbu X bergerak ke arah
horizontal, sumbu Y bergerak ke arah melintang dan sumbu Z bergerak ke arah naik-
turun.
3. Bagian Utama Mesin CNC
a. Motor Utama
Motor utama adalah motor penggerak rumah alat potong (Toper Spindle)
untuk memutar alat potong/tool. Motor ini adalah arus searah (DC) dengan
kecepatan yang variabel, identifikasi dari motor adalah: jenjang putaran 600-
4000 put/menit, tenaga masukan/input 500 watt, dan tenaga pengeluaran/out put
300 watt.
b. Eretan (Support)
Eretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin 3 axis
mempunyai dua fungsi gerakan kerja yaitu posisi vertikal dan posisi horizontal
yang masing-masing.
Untuk posisi vertikal adalah sebagai berikut:
Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 1999 mm)
Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 9999 mm)
Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 9999 mm)
Untuk posisi horizontal adalah sebagai berikut:
Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 9999 mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 19999 mm)
Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 19999 mm)
c. Step Motor
Step motor adalah motor penggerak eretan, masing-masing eretan
mempunyai step motor sendiri-sendiri, yaitu penggerak sumbu X, penggerak
sumbu Y, dan penggerak sumbu Z, jenis dan ukurannnya masing-masing step
motor adalah sama. Identifikasi dari step motor adalah: jumlah 1 putaran 72
langkah, momen putar 0,5 Nm dan kecepatan gerak. Untuk kecepatan geraknya
yaitu: gerakan cepat maksimal 700 mm, gerakan pengoperasian manual 5 – 400
mm/menit dan gerakan pengoperasian CNC terprogram 2 – 499 mm/menit.
d. Spindle Kerja (Work Spindle)
Spindle kerja mesin CNC adalah bagian yang berfungsi memutarkan
benda kerja pada mesin bubut dan memutarkan alat potong pada mesin frais atau
pada mesin bor.
Putaran spindle mesin terdapat dua macam:
1) Putaran spindle langsung dinyatakan dengan huruf S dan angka menunjukkan
langsung jumlah putaran spindle.
Contoh: S 1200 (jumlah putaran spidnel mesin n = 1200 putaran/menit).
2) Putaran spindle tidak langsung (kecepatan potong konstan)
Contoh: G 96 S 200 (S 200 menunjukkan kecepatan potong konstan 200
m/menit)
Huruf S dan angka menunjukkan besarnya kecepatan potong dan harus
menulis instruksi G96. Digunakan untuk pembubutan bentuk tirus dan
pembubutan muka (facing). Spindle mesin dapat berputar searah jarum jam atau
berlawanan arah jarum jam. Fungsi tambahan ini digunakan apabila spindle
diinginkan berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fungsi
tambahan ini ditulis pada kalimat program awal dan dinyatakan dengan M03
untuk spindle berputar berlawanan arah jarum jam.
Gambar dibawah menunjukkan spindel kerja pada mesin bubut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
e. Alat Potong
Dilihat dari bahannya alat potong dibedakan menjadi dua macam: baja
kecepatan tinggi (HSS) dan karbida (Carbide). Pahat jenis baja kecepatan tinggi
(HSS) biasanya digunakan untuk enda kerja non fero atau tidak bersifat missal.
f. Rumah Alat Potong (Taper Spindle)
Rumah alat potong pada mesin digunakan untuk menjepit penjepit alat
potong (tool harder) pada waktu proses pengerjaan ebnda kerja. Adapun sumber
putaran dihasilkan dari putaran motor utama yang mempunyai kecepatan putar
antara 50 – 3200 put/menit. Untuk proses pengerjaan dengan mesin produksi
CNC dapat menggunakan lebih dari satu alat potong karena data alat potong
tersimpan dalam memori mesin. Sedangkan proses penggantian alat potong
dilakukan secara manual.
g. Ragam
Ragam pada mesin dipergunakan untuk menjepit benda kerja pada waktu
proses penyayatan benda kerja berlangsung. Karena fungsinya sebagai penegang
kerja yang akan dijepit. Biasanya pada ragam dilengkapi dengan stopper yang
dapat digunakan sebagai batas pegangan benda kerja.
h. Bagian Pengendali/Kontrol
Bagian pengendali/kontrol merupakan bok kontrol mesin CNC yang
berisikan tombol-tombol dan saklar yang dilengkapi dengan monitor. Pada bok
kontrol merupakan unsur layanan langsung berhubungan dengan operator.
4. Kecepatan Putaran Spindel
Kecepatan putar benda kerja diatur oleh mekanisme gerak utama yang terletak
di dalam kepala tetap. Pada kepala tetap terdapat tuas-tuas penyetel kecepatan putar
benda kerja (Arief Darmawan, 1989/1990: 39). Kecepatan potong sangat dipengaruhi
oleh beberapa faktor diantaranya sebagai berikut: kekerasan atau kekuatan bahan
benda kerja. Ukuran bagian tatal yang terpotong (dalam pemotongan x kecepatan
pemakanan). Tingkat kehalusan yang dikehendaki (penting untuk pemakanan).
Bahan pahat yang digunakan, Bentuk pahat dan Pencekam benda kerja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Jika untuk suatu pengerjaan dengan gerakan utama yang berbentuk lingkaran,
kecepatan sayatan diketahui, maka berdasarkan diameter ditentukan jumlah
perputaran per menit dari perkakas atau dari benda kerja (C, van Terheijden &
Harun, 1996: 74).
Benda kerja dipegang oleh alat pemegang benda kerja, yang dipasang pada
ujung spindle, dengan demikian perputaran spindle diikuti perputaran benda kerja.
Ujung benda kerja yang tidak dipegang oleh spindle kepala tetap, bertumpu pada
ujung senter kepala lepas, terutama untuk benda kerja panjang.
Pemotongan yang kasar digunakan putaran rendah dan kecepatan pemakanan
yang besar. Sedang pemotongan tingkat finishing (penyelesaian) putaran dipertinggi
dan kecepatan pemakanan diperlambat, hasilnya akan baik. Kecepatan putar benda
kerja ditunjukkan pada suatu titik yang berputar dalam satuan waktu, jika benda kerja
dengan garis tengah, d1 membuat 1 putaran tiap menit, maka panjang tatal (beram)
yang terpotong/tersayat dalam 1 menit adalah d x π = keliling per menit. Jika benda
kerja berputar lebih dari satu putaran dalam 1 menit misalnya n putaran, maka
panjang tatal yang terpotong dalam 1 menit = d x π x n mm/menit, panjang tatal ini
diukur dalam satuan milimeter tiap menit dan dinamakan kecepatan potong (v), jadi:
V = d x π x n mm/menit
Karena lazim untuk menyatakan v dalam millimeter per menit maka:
mm/menit
sehingga:
putaran/menit (rpm)
Keterangan :
v = kecepatan potong dalam mm/menit
d = diameter dalam mm
n = bilangan putaran/kecepatan putar dalam putaran/menit (rpm)
π = 3,14 (konstanta lingkaran)
1000n . d . v π
=
d . 1000 . n π
v=
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5. Bahan Mata Pahat
Proses pembentukan beram dilakukan dengan cara proses pembubutan, untuk
ini diperlukan bahan pahat yang lebih keras daripada benda kerja, sehingga pahat
akan menyayat benda kerja, untuk itu diperlukan bahan pahat yang mempunyai
keunggulan tertentu sehingga dihasilkan benda kerja yang baik.
Keunggulan bahan pahat dapat dicapai dengan baik apabila bahan pahat dibuat
dengan memperhatikan beragai segi sebagai berikut:
a. Kekerasan
Mempunyai kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja
tidak saja pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi pada
saat pembentukan beram berlangsung.
b. Keuletan
Mempunyai keuletan yang cukup besar untuk menahan beban kerja yang
terjadi pada saat proses pembubutan sewaktu memotong benda kerja.
c. Ketahanan beban kejut termal
Diperlukan bila terjadi perubahan temperatur yang cukup besar secara
berkala atau periodik.
d. Sifat adesi rendah
Untuk mengurangi afiliasi benda kerja terhadap pahat, mengurangi laju
keausan serta penurunan gaya pemotongan.
Bahan pahat yang digunakan sebagai alat potong pada mesin bubut adalah
sebagai berikut:
a. Baja Perkakas (Baja Karbon)
Baja perkakas adalah baja berkadar karbon 0,5 sampai 1,5% tanpa unsur
lain atau dengan prosentase unsur lain rendah 2% Mn, W, Cr agar kekerasan
yang cukup tinggi. Bahan ini yang termurah dari bahan lain, sifat kekerasannya
paling rendah, pada suhu 250oC kekerasan ahan ini telah berkurang, maka bahan
ini tidak sesuai untuk kecepatan potong tinggi.
b. Baja Paduan (Alloy Tool Steel)
Baja paduan adalah baja karbon ditambah dengan unsur paduan yang lain
seperti: Chrom, Vanadium, Molibden. Kekerasannya baru berkurang pada suhu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
700oC sehingga cocok pada kecepatan potong sedang. Ada dua macam baja
paduan yaitu baja paduan tinggi dan aja paduan rendah kemampuan potongnya
disebabkan oleh paduan tungsten dan chrom pada 0,7% karbon, sedangkan
paduan vanadium memperbaiki struktur butiran dan meningkatkan kemampuan
menerima beban hentakan.
c. Logam Paduan Tuang (Cast Alloy)
Nama perdagangannya adalah Steelit, Tantung, Rex Alloy, Armolloy, dan J
Metal. Paduan ini terutama mengandung Chrom, cobalt, dan wolfram. Bahan ini
tahan pada suhu 760oC dan kecepatan potongannya 50 – 70 lebih cepat dari HSS,
bahan ini mempunyai kecepatan potong tinggi, tahan aus, tapi rapuh dan tidak
sekeras aja HSS. Bahan ini dibuat dengan bentuk lempengan kecil-kecil hasil
tuangan, lempengan kecil-kecil itu dipasang pada batang baja menggunakan
bahan solder kuningan.
d. Karbida (Cemented Carbide)
Karbida dihasilkan dari campuran bubuk logam tungsten, titanium, dengan
suatu bahan perekat melalui proses sintering dalam tungku atmosfer hydrogen
pada temperature 1550oC. perkakas karbida yang mengandung 94% wlfram
carbide dan 6% cobalt sesuai digunakan untuk memotong ebsi cord an semua
ahan kecuali baja. Khusus untuk memotong baja, karbida yang digunakan
mengandung 82% tungsten carbide, 10% titanium, 8% cobalt dengan kekerasan
75 90 HR. sifat karbida adalah kekerasan yang tinggi tetapi rapuh, cocok untuk
pemotongan kecepatan tinggi pada suhu 900oC kekerasannya maish cukup baik
sehingga baik untuk kecepatan potong tinggi dan permukaan yang dihasilkan
sangat halus. Baja ini tidak dapat dipakai pada pembubutan benda kerja dengan
penyayatan yang berubah-ubah dan mendadak, misalnya benda kerja yang
berlubang-lubang dan mendadak, misalnya benda kerja yang ebrlubang-lubang
atau membubut benda kerja segiempat menjadi bulat karena pahat akan
mendapat tekanan yang selalu berubah-ubah dan tiba-tiba maka pahat akan retak
atau pecah. Ada dua paduan karbida:
a. Karbida Tungsten: digunakan untuk mengerjakan bahan besi tuang dan logam
non fero.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
b. Karbida Titanium: digunakan untuk mengerjakan bahan-bahan baja.
e. HSS (Baja Cepat/ High Stainless Steel)
HSS adalah baja perkakas paduan yang mengandung unsur-unsur paduan
seperti: Tungsten , Cobalt, chromonium. HSS adalah baja paduan yang sangat
keras dan tahan aus tahan suhu tinggi sampai 600oC kekerasaannya belum
menurun. HSS ada dua kelompok:
a. HSS group M: group ini mempunyai paduan utama molybdenum atau dikenal
dengan nama HSS M1.
b. HSS group T: group ini mempunyai paduan utama tungsten atau dikenal
dengan HSS T1.
f. Keramik
Dihasilkan dari campuran alumunium oksida dengan paduan sedikit
titanium atau magnesium oksida dengan bahan perekat yang dibentuk dalam
cetakan melalui proses pemanasan. Kecepatan potongnya dua kali lebih cepat
daripada karbida. Sifat pahat keramik adalah sangat keras, rapuh, tahan aus, dan
cocok untuk kecepatan potong tinggi. Keramik biasanya digunakan pada proses
permesinan semi finishing dan finishing pada benda kerja besi tuang atau logam
keras lainnya.
g. Intan (Diamond)
Digunakan untuk pekerjaan benda-benda yang membutuhkan kecepatan
tinggi dan permukaan yang sangat baik. Pahat ini bersifat sangat keras, rapuh dan
tahan aus, kecepatan potong untuk pahat ini sangat tinggi.
6. Baja EMS 45
Baja karbon adalah baja yang mengandung karbon maksimal 1,7%.
Berdasarkan tingkatan banyaknya karbon dalam baja, digolon gkan menjadi tiga
tingkatan, yaitu:
a. Baja karbon rendah
Yaitu baja yang mengandung kadar karbon antara 0,10 – 0,30%. Baja
karbon rendah dalam perdagangan dibuat dalam bentuk plat, profil, batangan
untuk keperluan tempa, pekerjaan mesin, dan lain-lain.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
b. Baja karbon sedang
Baja ini mengandung karbon antara 0,30 – 0, 60%. Dalam perdagangan
biasanya digunakan sebagai alat-alat perkakas, baut, poros engkol, roda gigi,
ragam, pegas, dan lain-lain.
c. Baja karbon tinggi
Baja karbon tinggi mengandung karbon antara 0,70 – 1,5%. Baja ini
banyak digunakan untuk keperluan pembuatan alat-alat konstruksi yang
berhubungan dengan panas yang tinggi atau dalam penggunaannya akan
menerima dan mengalami panas, misalnya landasan, palu, gergaji, pahat, kikir,
bor, bantalan peluru, dan sebagainya.
Dari klarifikasi yang dijelaskan diatas maka baja EMS 45 dapat
dikategorikan masuk baja karbon sedang. Baja EMS 45 adalah baja yang
mengandung kandungan karbon 0,48%. Untuk kandungan silicon 0,30%, kadar
Mangan 70%. Untuk suhu dari proses anealling (anealling temperature) sekitar
680o – 710o, untuk kekerasan setelah proses anealling (hardness after anealling)
sekitar 910o, kemudian untuk suhu kekerasan (hardness temperature) sekitar
800o – 830o (Tabel Bohler Grade Stell).
Dilihat dari kegunaan dari baja EMS 45 yang dijelaskan diatas yaitu
sebagai alat-alat perkakas, baut, poros, engkol, roda gigi, ragum, pegas dan lain-
lain, maka dalam penegrjaan permesinan memerlukan kualitas permukaan yang
baik. Sehingga dalam penelitian ini dipilih bahan baja EMS 45.
7. Pengukuran Kehalusan
a. Pengukuran Kehalusan Permukaan Tak Langsung
1) Cara Meraba (Touch Inspection)
Pemeriksaan kehalusan permukaan dapat dilakukan dengan meraba
menggunakan ujung jari. Berdasarkan kepekaan dalam meraba dapat
dirasakan kasar halusnya permukaan. Untuk mengetahui tingkat kehalusan
dapat dilakukan dengan membandingkan kehalusan permukaan yang
diperiksa dengan kehalusan permukaan benda ukur (Surface Finish
Comparator). Alat pembanding kehalusan permukaan ini biasanya disusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dalam satu set yang terdiri dari beberapa lempengan terbuat dari baja dengan
angka kekasaran yang berbeda-beda. Alat pembanding kekasaran permukaan
ini sudah dikelompokkan menurut jenis mesin yaitu mesin bubut, frais, skrap,
dan gerinda.
Untuk membandungkan benda ukur dengan pembandingnya harus
diperhatkan jenis mesin yang digunakan untuk membuat komponen tersebut.
Misalnya, benda ukur diproses dengan mesin bubut maka perbandingannya
juga jenis mesin bubut. Permukaan diperiksa dengan ujung jari, kemudian
dengan ujung jari yang sama meraba lempengan pembanding. Bila dirasakan
ada salah satu lempengan benda ukur maka disimpulkan bahwa kehalusan
permukaan benda ukur sama dengan kehalusan permukaan pembanding.
Dengan cara yang sama, pemeriksaan kehalusan dapat juga dilakukan
dengan menggaruk dan melihat permukaan benda ukur, kemudian dilanjutkan
melihat dan menggaruk alat ukur pembanding. Dari beberapa lempeng
pemanding dipilih satu yang dirasakan sama kehalusannya dengan benda
ukur.
Dari pemeriksaan kehalusan permukaan dengan meraba, melihat dan
menggaruk jelas terlihat beberapa kelemahan yaitu dari penentuan besarnya
tingkat kehalusan secara tepat yang hanya didasarkan atas kepekaan individu.
2) Pemeriksaan Kehalusan dengan Photo
Pemeriksaan dengan cara ini adalah mengambil gambar permukaan
yang diukur. Kemudian gambarnya diperbesar sesuai keperluan. Perbesaran
yang diambil secara vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah
diperbesar, maka dianalisis kehlausan permukaan benda kerja diambil secara
vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah diperbesar maka
dianalisis kehalusan permukaan benda kerja.
3) Pemeriksaan Kehalusan dengan Mikroskop
Dengan menggunakan mikroskop adalah cara yang lebih baik daripada
meraba, melihat dan menggaruk. Keterbatasan dengan cara ini adalah
pembagian bagian permukaan dicari harga rata-ratanya. Pemeriksaan
kehalusan permukaan dengan mikroskop ini termasuk juga cara pengukuran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
membandingkan, yaitu membandingkan hasil pemeriksaan dengan hasil
pengamatan pembanding yang kedua-duanya dilihat dengan mikroskop.
b. Pengukuran Kehalusan Permukaan Langsung
1) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Profilmeter
Pemeriksaan kehalusan permukaan dengan profilmeter adalah salah
satu jenis pengukuran kehalusan secara langsung. Sistem kerja profilmeter
pada dasarnya sama dengan prinsip peralatan gramapon. Perubahan gerakan
stylus sepanjang muka ukur dapat dilihat dan dibaca pada bagian amplimeter.
Gerakan stylus bisa kita lakukan dengan tangan dan bisa dengan secara
otomatis yang dilakukan oleh motor penggeraknya. Angka yang ditunjukkan
pada bagian skala adalah angka tinggi rata-rata kehalusannya.
2) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Surftest
Mitutoya Surftest 201 dan 211 adalah alat pengetes kehalusan
permukaan logam yang ringkas dan mudah dibawa. Kedua mesin pengetes ini
memiliki beberapa kelebihan yaitu: (1) mudah dioperasikan, (2) murah, (3)
ringkas, (4) ramah lingkungan. Bentuknya yang ringkas juga menggunakan
baterai isi ulang, dapat dibawa kemana-mana dengan tas khusus yang
merupakan perlengkapan standar. Dengan Surftest 201 dan 211 pengukuran
dapat dilakukan dalam berbagai posisi baik vertikal, horizontal, atas-bawah
dan lain-lain. Selain itu Surftest 201 dan 211 juga dilengkapi dengan
peralatan tambahan yang memungkinkan pengukuran dalam beragai bentuk
bagian dari logam.
a) Surftest 201
Hasil pengukuran berupa hardcopy yang tercetak. Ada 11 ukuran
parameter yang dapat digunaklan untuk mengukur kekesatan. Profil dari
permukaan juga terlihat jelas.
b) Surftest 211
Unit detektornya bisa dipisahkan dari unit display (alat untuk
melihat), disesuaikan dengan ruang pengukuran yang akan dilakukan.
Pendeteksian dapat dilakukan tiga parameter Rz dan Rmak ditentukan
tidak melalui tampilan. Penyetingan untuk tingkat kekesatan yang lebih
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
kecil dapat dilakukan jika tingkat pengukuran sesuai dengan ketentuan
GO/NG yang ada dalam layar LCD. Surftest juga memiliki otomatis timer
setiap 30 detik. Data yang sudah tersimpan dapat ditampilkan kembali
dengan cara menekan tombol ON/DATA.
B. Penelitian yang Relevan
Penelitian dari Budi Wibowo Eko Saputro (K2598028) kesimpulannya sebagai
berikut:
1. Kecepatan putar mesin frais CNC berpengaruh terhadap tingkat kehalusan dalam
proses pengerjaan permukaan datar baja VCN 150. Hasil perhitungan didapat
Fhitung = 24,87 dan Ftabel = 6,36 pada taraf α = 0,01. Harga dari Fhitung lebih
besar dari Ftabel.
2. Berdasarkan pengukuran Surftest 211, tingkat kehalusan pada proses pengerjaan
permukaan datar pada baja VCN yang paling tinggi didapat pada kecepatan putar
tinggi (1000 rpm) sebesar 1,29 µm, sedangkan tingkat kehalusan yang paling
rendah didapat pada kecepatan putar mesin frais rendah (400 rpm) sebesar 2,76
µm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tabel 2. Definisi Ukuran Kehalusan (ukuran vertikal)
Simbol Definisi Keterangan
Rmax kedalaman kehalusan maksimum
DIN 4768 Lembar I
Tinggi profil dari yang terdalam sampai yang paling menonjol. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan.
Rz kehalusan rata-rata yang dihitung Rz = 1/5 (Z1+Z2+Z3+Z4+Z5)
DIN 4768 Lembar I
Harga rata-rata dari 5 kehalusan berturut-turut dalam suatu jarak Le
Ra kehalusan rata-rata
Ra = 1/Lm ∫=
=
Lm x
0 x
dx y
DIN 4768 Lembar I Blatt 1
Harga rata-rata profil ordinat y nilai Ra antara 1/3 dan 1/7 dari nilai Rz (DIN 4768)
Rp dalamnya peralatan kehalusan
Rp = 1/Lm ∫=
=
Lm x
0 x
dx y1
DIN 4768 Lembar I
Titik tertinggi dari garis menengah merupakan patokan profil. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan
(Sumber: Cahadi Purnomo, 2002)
C. Kerangka Pemikiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tingkat kehalusan dari suatu benda hasil pengerjaan pada mesin-mesin
merupakan salah satu bagian yang harus diperhitungkan sebagai upaya perusahaan
atau bengkel permesinan dalam meningkatkan kualitas produknya. Selain itu, untuk
menghemat waktu dan lebih meningkatkan kualitas produksinya diperlukan acara
agar mesin perkakas mampu menghasilkan produk yang banyak dalam waktu
singkat. Keuntungan tentu saja berupa penghematan listrk salah satunya, karena
jumlah produk yang ditargetkan bengkel selesai dengan cepat dan berkualitas.
Tingkat kehalusan produk dari mesin CNC dapat ditentukan oleh kecepatan
putaran spindle dan bahan mata pahat yang digunakan. Pada penelitian ini digunakan
benda kerja dengan bahan baja EMS 45 yangmana bahan ini lebih banyak digunakan
dibandingkan dengan baja ST-37 maupun kuningan. Kecepatan putaran spindle CNC
pada penelitian ini bervariasi yaitu kecepatan rendah, sedang dan tinggi untuk benda
kerja baja EMS 45.
Untuk mengetahui secara pasti ada tidaknya engaruh variasi kecepatan putar
spindle dan ahan mata pahat terhadap kehalusan permuakaan ebnda kerja hasil proses
pembub utan permukaan datar dengan mesin bubut CNC pada baja EMS 45, maka
dilakukan pengukuran tingkat kehalusannya dengan surftest 211.
Untuk lebih jelasnya kerangka pemikiran dapat digambarkan dalam paradigm
berikut:
Tabel 4. Paradigm Penelitian
Dimana:
X
A
A1 A2 A3
B
B1
B2
24
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
A = Variasi kecepatan putaran spindle
B = Bahan mata pahat
A1 = Variasi kecepatan putar spindle rendah (50 rpm)
A2 = Variasi kecepatan putar spindle sedang (1400 rpm)
A3 = Variasi kecepatan putar spindle tinggi (3200 rpm)
B1 = Jenis pahat kecepatan tinggi (HSS)
B2 = Jenis pahat karbida (Carbide)
X = tingkat kehalusan
D. Hipotesis
Berdasarkan kajian teori dan keranga pemikiran diatas, maka dapat dirumuskan
jawaban sementara yang harus diuji kebenarannya yaitu :
1. Ada pengaruh variasi kecepatan putar spindle pada mesin CNC terhadap
kehalusan permukaan benda kerja. Semakin cepat putaran spindle semakin tinggi
tingkat kehalusan permukaan benda kerja.
2. Ada pengaruh variasi jenis bahan mata pahat pada mesin CNC terhadap
kehalusan permukaan benda kerja. Semakin keras bahan mata pahat yang
digunakan semakin tinggi tingkat kehalusan permukaan benda kerja.
Ada interaksi antara variasi kecepatan putar spindel dan penggunaan variasi
jenis bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja.
BAB III
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
1. Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di bengkel mesin produksi Sukses Plasindo Surakarta
sebagai tempat pengerjaan bubut CNC dan Laboratorium teknik UNY sebagai
tempat pengukuran tingkat kehalusan.
2. Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan ……… sampai dengan …….. 2010,
adapun jadwal penelitian sebagai berikut:
Perijinan Penelitian : Minggu ke ………………
Pelaksanaan Penelitian : Minggu ke ………………
Analisis Data : Minggu ke ………………
Penulisan Laporan : Minggu ke ………………
B. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar
spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil
proses pembubutan permukaan dengan mesin CNC pada baja EMS 45. Untuk
mendapat kebenaran ilmiah maka pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini
adalah pendekatan eksperimen. Sugiyono (1994: 4) menyebutkan bahwa “Penelitian
dengan pendekatan eksperimen adalah suatu penelitian untuk berusaha mencari
pengaruh variabel tertentu terhadap variabel lain dalam kondisi yang terkontrol
secara ketat.
C. Populasi dan Sampel
1. Populasi Penelitian
Populasi menurut Suharsimi Arikunto (2002: 108), menyatakan bahwa
populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Populasi dalam penelitian ini adalah
enda kerja dari bahan EMS 45.
2. Sampel Penelitian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Sampel dalam penelitian ini adalah diambil dari bahan EMS 45 dengan ukuran
diameter 25,4 mm dan panjang 80 mm, sebanyak 12 spesimen dengan perincian:
a. 6 spesimen dikerjakan dengan ahan mata pahat jenis kecepatan tinggi (HSS):
1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm)
2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm)
3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)
b. 6 spesimen dikerjakan dengan bahan mata pahat jenis karbida (Carbide):
1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm)
2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm)
3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)
3. Teknik Pengambilan Sampel
Dalam penelitian ini teknik pengambilan sampelnya menggunakan teknik
purposive sampling yaitu teknik pengambilan sampel dengan mengambil subyek
bukan didasarkan atas strata random atau daerah tetapi atas adanya tujuan tertentu
saja (Suharsimi Arikunto, 1993: 113).
D. Teknik Pengumpulan Data
1. Identifikasi Variabel
Dalam penelitian ini akan dilakukan pengukuran kehalusan terhadap
keberadaan suatu variabel dengan instrument penelitian. Selanjutnya akan dilakukan
analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain.
Sugiyono (1994: 20) menyebutkan “Variabel adalah suatu atribut atau sikap aspek
dari orang maupun obyek yang mempunyai variabel variasi tertentu yang ditetapkan
oleh peneliti untuk dipelajari dan ditarik kesimpulannya”.
Variabel yang ada dalam penelitian ini adalah:
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai
aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya
variable terikat, munculnya atau adanya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak
ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi kecepatan putar spindel
dan variasi ahan mata pahat. Adapun kecepatan putar yang digunakan adalah
kecepatan rendah (50 rpm), kecepatan sedang (1400 rpm), dan kecepatan tinggi
(3200 rpm). Kemudian untuk pahatnya digunakan jenis pahat aja kecepatan
tinggi (HSS) dan karbida (Carbide).
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula
sejumlah aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau
menyesuaikan diri dengan kondisi lain yang disebut variabel bebas, dengan kata
lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel
bebas.
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah tingkat kehalusan permukaan.
c. Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang berbagai aspek atau
unsur didalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan agar variabel terikat
yang muncul bukan karena variabel lain. Tetapi benar-benar karena variabel
bebas tertentu. Adapun variabel kontrolnya sebagai berikut:
1) Bahan yang digunakan adalah bahan baja VCN 150
2) Mesin bubut CNC merek Heidenhain (Micron) jenis Training Unit
3) Alat ukur yang digunakan adalah surftest 211
4) Tebal pemakanan 1 mm
5) Pendinginan yang digunakan adalah coalant
6) Operator yang dipilih adalah pekerja bengkel sukses yang mengoperasikan
ubut CNC dalam pekerjaannya.
2. Instrumen Penelitian
a. Peralatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron)
2) Alat potong
3) Mistar baja
4) Tool box
5) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya
buatan Jepang.
b. Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan
ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm. Dengan komposisi kimia :
Tabel
% Chemical Composition (approx) Mechanical Properties
C Mn Cr Mo Ni Ys Uts HB
0.45 0.8 - - - 340 640 190
c. Langkah Eksperimen
Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu
pada bagian permukaan, dan sisi depan.
d. Peralatan
6) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron)
7) Alat potong
8) Mistar baja
9) Tool box
10) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya
buatan Jepang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
e. Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan
ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm.
f. Langkah Eksperimen
Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu
pada bagian permukaan, dan sisi depan.
3. Tahap Penelitian
Adapun bagan alir tahapan penelitian sebagai berikut:
Gambar 13. Diagram: Alir Tahapan Penelitian
4. Desain Eksperimen
“Desain eksperimen adalah suatu rancangan percobaan (dengan tiap langkah
tindakan teridentifikasikan) sedemikian rupa sehingga infromasi yang berhubungan
Bahan Mata Pahat Jenis HSS
Bahan Mata Pahat Jenis Karbida
Kec
epat
an
Puta
rR
enda
h 50
rp
m,
2i
Kec
epat
an P
utar
sed
ang
1400
rpm
, 2 sp
esim
en
Kec
epat
an P
utar
Tin
ggi
3200
rpm
, 2 sp
esim
en
Kec
epat
an
Puta
rR
enda
h 50
rp
m,
2i
Kec
epat
an P
utar
sed
ang
1400
rpm
, 2 sp
esim
e n
Kec
epat
an P
utar
Tin
ggi
3200
rpm
, 2 sp
esim
e n
Persiapan bahan baku Baja EMS 45 d:25, 4mm, P: 80 mm 12 batang
Pengerjaan Bubut CNC
Pengukuran Tingkat Kehalusan dengan
Surftest-211
Analisis Data
Simpulan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dengan atau diperlukan untuk persoalan yang sedang diteliti dapat terkumpul”
(Sudjana, 1989: 1).
Pada penelitian ini digunakan desain eksperimen faktorial 3 x 2, definisi dari
desain eksperimen yang semua (hampir semua) taraf sebuah faktor tertentu
dikombinasikan dalam eksperimen tersebut, pada penelitian ini terdapat dua variabel
bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama
mempunyai 3 taraf, meliputi variasi kecepatan putar spindel (rendah, sednag, tinggi).
Sedangkan faktor kedua terdiri 2 taraf yaitu pemakaian jenis bahan pahat antara lain
pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan karb ida (carbide). Sehingga pada desain
eksperimen faktorial 3 x 2 ini akan diperoleh data sebanyak 30 data.
Kombinasi perlakuan dengan mengkombinasikan masing-masing taraf pada
faktor A dengan taraf-taraf pada faktor B. Faktor A terdiri dari 3 taraf (variasi
kecepatan putar spindel) yaitu kecepatan putar rendah (sudut 30o), kecepatan putar
sedang, kecapatan putar tinggi. Sedangkan faktor B terdiri dari 2 taraf yaitu
pemakaian pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan Karbida (Carbide).
Tabel 6. Desain Eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecapatan Putar Spindel dan Variasi Jenis Bahan Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Benda Kerja pada Mesin CNC TU-2A
Faktor B (Variasi Jenis Pahat) Jumlah Rata-rata
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Taraf
Pahat jenis baja
kecepatan tinggi
(HSS)
Pahat jenis
karbida (Carbide)
50 rpm
X111
X112
X113
X121
X122
X123
Jumlah J110 J120 J100
Rata-rata X110 X120 X100
1400 rpm
X211
X212
X213
X221
X222
X223
Jumlah J210 J220 J200
Rata-rata X210 X220 X200
3200 rpm
X311
X312
X313
X321
X322
X323
Jumlah J310 J320 J300
Rata-rata X310 X320 X300
Jumlah Besar J010 J020 J000
Rata-Rata Besar X010 X020 X000
(Sumber: Sudjana, 1989: 17)
E. Teknik Analisis Data
Dalam penelitian ini, untuk menganalisis data digunakan analisis variasi
(Anava) dua jalan. Namun sebelumnya terlebih dahulu dilakukan uji persyaratan
analisis yaitu uji normalitas dan uji homogenitas.
1. Uji Persyaratan Analisis Data
a. Uji Normalitas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Uji normalitas ini bertujuan untuk mengetahui apakah data pada variabel-
variabel penelitian berasal dari populasi yang berdistribusi normal atau tidak. Uji
normalitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji normalitas Liliefors.
Adapun prosedur yang ditempuh dalam pengujian ini adalah seagai berikut:
1) Tentukan hipotesis
H0 = sampel berasal dari populasi berdistribusi normal
H1 = sampel tidak berasal dari populasi berdistribusi normal
2) Tentukan taraf nyata α = 0,01
3) Menentukan harga SD dengan rumus:
SD2 = 1)-(nn
)x( - Xn 21
21∑ ∑
4) Pengamatan X1, X2, .....Xn dijadikan bilangan Z1, Z2, .....Zn dengan
menggunakan rumus : Z1 = SD
X X1 −
5) Statistik uji yang digunakan L = maks [F(Zi) – S(Zi)]
Dengan F(Zi) = P (Z<Zi) : Z – N (0,1)
S (Zi) = n
Zi Z, Z, Zbanyaknya 321 =
6) Daerah kritik uji DK = {L|L > Lα;n}
H0 ditolak apabila L0 mak > L tabel
H0 diterima apabila L0 mak < L tabel
b. Uji Homogenitas
Untuk menguji persyaratan homogenitas digunakan Uji Bartlet. Adapun
prosedur yang harus ditempuh adalah sebagai berikut:
1) Tentukan Hipotesis
H0 = S12 = S2
2 .... = Sk2 ; H1
2) Tentukan taraf nyata α = 0,01
3) Menentukan tabel Uji Bartlet
Tabel 7. Harga-harga yang diperlukan untuk Uji Bartlet
Sampel ke Dk 1/dk Si2 Log Si2 (dk) Log Si2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
2
Kekeliruan
N1 – 1
N2 - 1
Nk - 1
1/(N1 - 1)
1/(N2 - 1)
1/(Nk - 1)
Si2
Si2
Si2
Log Si2
Log Si2
Log Si2
N1 – 1 Log Si2
N2 – 1 Log Si2
Nk – 1 Log Si2
Jumlah Σ(N1 – 1) Σ(1/N1-1) Σ(N1 – 1) Log Si2
4) Untuk uji Bartlet digunakan statistik Chi Kuadrat
χ2 = (Ln 10) {B - Σ(N1 – 1) Log Si2}; dimana:
B = koefisien Bartlet = (log S2) Σ(ni – 1)
S2 = variasi gabungan dari semua sampel = { Σ(N1 – 1) Si + 2 + / Σ(N1 – 1)}
Si2 = ( )
1nn/Xi)(Xi
1
122
−
−∑ ∑
5) Daerah kritik (Daerah penolakan Ho)
Ho ditolak apabila χ2 ≥ χ2t {1-α} (k-1)
Ho diterima apabila χ2 ≤ χ2t {1-α} (k-1)
2. Analisis Data
a. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan
Dalam penelitian ini untuk menguji hipotesis setelah diperoleh data dengan
metode eksperimen yang berdistribusi normal dan memiliki varian yang
homogen. Maka digunakan analisis varian dua jalan. Dengan langkah-langkah
pengujian sebagai berikut:
1) Menentukan hipotesis
a) Ho1 : σA2 = 0; Hi1 : ada salah satu perbedaan
b) Ho2 : σB2 = 0; Hi2 : ada salah satu perbedaan
c) Ho3 : σB2 = 0; Hi3 : ada salah satu perbedaan
2) Memilih taraf signifikan tertentu (α = 0,01)
3) Menetapkan krtieria pengujian, yaitu:
a) Ho1 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1, ab (n – 1))
Ho1 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1, ab (n – 1))
b) Ho2 diterima apabila F ≤ Fα (b – 1, ab (n – 1))
Ho2 ditolak apabila F ≥ Fα (b – 1, ab (n – 1))
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
c) Ho3 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1) (b-1), ab (n – 1))
Ho3 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1) (b-1), ab (n – 1))
4) Menentukan besarnya F
Rumus-rumus yang digunakan untuk menganalisa data guna menentukan
jumlah kuadrat (JK), derajat kebebasan (dk), mean kuadrat (KT), dan F
observasi adalah:
∑ ∑=
=a
1 i
2 X ∑=
b
j 1∑=
n
k 1
2ijkX dengan dk = abn
Ji00 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A
= ∑=1j∑=
b
k 1ijkX
Jj00 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke j faktor B
= ∑=
a
i 1∑=
b
k 1ijkX
Jij0 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A dalam
taraf ke j faktor B
= ∑=
n
k 1ijkX
= jumlah nilai semua pengamatan
= ∑=
a
i 1∑=
b
j 1∑=
n
k 1
2ijkX
Ry = abnJ 2
000 , dengan dk = 1
Ay = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor A
= bn ( )2
1000i00 ∑
=
−a
iXX
= ∑=
a
i 1⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛bn
2000J - RX dengan dk = (a– 1)
By = jumlah kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor B
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
= an ( )2
1000i00 ∑
=
−a
iXX
= ∑=
a
i 1⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛n
2000J - RX dengan dk = (b– 1)
Jab = Jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua sel untuk daftar a x b.
= n∑=
a
i 1
( )2
10000j0 ∑
=
−b
jXX
= ∑=
a
i 1∑=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛b
jn
1
20j0J - RX
ABy = Jumlah kuadrat-kuadrat untuk interaksi antara faktor A dan faktor B
= n∑=
a
i 1
( )2
10000j00000j0 - ∑
=
−−b
jXXXX
= Jab – Ax – Bx dengan dk = (a – 1 ) ( b – 1)
A = mean kuadrat untuk faktor A
= Ax / (a – 1)
B = mean kuadrat untuk faktor B
= Ax / (b – 1)
AB = mean kuadrat untuk A dan B
= ABy / (a – 1 ) ( b – 1)
E = Ey / ab (n – 1)
Setelah perhitungan selesai, hasilnya dimasukkan ke dalam daftar anava
sebagai berikut:
Sumber Variasi Derajat kebebasan
(dk)
Jumlah Kuadrat
(JK)
Mean kuadrat (KT)
F
Rata-rata Perlakuan A B
AB Kekeliruan (E)
1 1 – 1 b – 1
(a – 1) (b – 1) ab (n – 1)
Rx Ax Bx
ABx Ex
Ax/dkA Bx/dkB
BAx/dkAB Ex/dkE
KTA/KTE KTB/KTE
KTAB/KTE
Jumlah Abn ΣX2 - -
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Karena dalam penelitian ini ada tiga taraf faktor A dan dua buah taraf faktor
B, yang semuanya digunakan dalam eksperimen, maka untuk menghitung
statistik F, digunakan model tetap, yaitu:
Ho1 dipakai statistik FA = KTA/KTE
Ho2 dipakai statistik FB = KTB/KTE
Ho3 dipakai statistik FAB = KTAB/KTE
5) Menetapkan kesimpulan, taraf signifikansi 1%
FA ≥ Ft1 Ho1 ditolak
FB ≥ Ft1 Ho2 ditolak
FAB ≥ Ft1 Ho3 ditolak
b. Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan
Komparasi ganda anava bertujuan untuk mengetahui rerata mana yang
berbeda atau rerata mana yang sama. Dalam penelitian ini, komparasi ganda yang
digunakan untuk tindak lanjut anava dua jalan adalah dengan memakai metode
Scheffe.
Langkah-langkah yang harus ditempuh pada metode Scheffe adalah sebagai
berikut:
1) Mengidentifikasikan semua pasangan komparasi rataan yang ada.
2) Menentukan tingkat signifikansi α = 1%
3) Mencari nilai statistik uji F dengan menggunakan formula:
a. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar baris
F i – j = ( )
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
j .n 1
i .n 1RKG
Xj - Xi2
, RKG = E
Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (p – 1) Fα ; p – 1, N – pq}
b. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar kolom
F i – j = ( )
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
j .n 1
i .n 1RKG
Xj - Xi2
, RKG = E
Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (q – 1) Fα ; q – 1, N – pq}
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
c. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama
F ij - ik = ( )
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
kj .n 1
ij .n 1RKG
Xj - Xi2
, RKG = E
Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (pq – 1) Fα ; q – 1, N – pq}
d. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada baris yang sama
F ij - ik = ( )
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+
ik .n 1
ij .n 1RKG
Xj - Xi2
, RKG = E
Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (pq – 1) Fα ; q – 1, N – pq}
4) Menentukan keputusan uji untuk masing-masing komparasi ganda.
5) Mengambil kesimpulan keputusan uji yang ada.
Keterangan :
Fi – j = Nilai Fobs pada pembandingan baris ke-1 dan baris ke- j
= Rataan pada baris ke-I
= Rataan pada baris ke- j
= Rataan pada sel ij
= Rataan pada sel kj
RKG = E = Rataan kuadrat galat
n. I = Ukuran sampel baris ke- I
n. j = Ukuran sampel baris ke- j
n.ij = Ukuran sel ij
n.kj = Ukuran sel kj
Uji Scheffe yang digunakan pada penelitian ini adalak menggunakan
uji Scheffe untuk komparasi rataan baris, komparasi rataan antar kolom,
komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama dan komparasi rataan antar
sel pada baris yang sama. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai atau rerata sel
paling kecil untuk mengatahui tingkat kehalusan paling baik hasil
pembubutan dengan mesin bubut CNC TU-2A.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
BAB IV
HASIL PENELITIAN
A. Deskripsi Data
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan dua
faktor yang disimbulkan dengan huruf A dan B. Hasil penelitian kehalusan
permukaan yang dilakukan dengan faktor A berupa variasi kecepatan putar
spindel (3200rpm, 140rpm, 50rpm) dan faktor B berupa jumlah variasi jenis mata
pahat (HSS dan karbida) dapat dideskripsikan data sebagai berikut:
Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 . Faktor B (Variasi Jenis Pahat) jumlah rata-rata Karbida HSS
Fak
tor
A (
Var
iasi
Put
aran
Spi
ndel
)
3200rpm 1.96 1.53 2.09 1.82 2.28 1.61
jumlah 6.33 4.96 11.29 rata-rata 2.11 1.65 1.88
140rpm 2.04 1.71 1.50 1.19 1.66 1.40
jumlah 5.2 4.30 9.50 rata-rata 1.73 1.43 1.58
50rpm 0.98 0.72 1.16 0.92 1.27 1.00
jumlah 3.41 2.64 6.05 rata-rata 1.14 0.88 1.01 jumlah besar 14.94 11.90 26.840 rata-rata besar 1.66 1.32
Data hasil pengukuran tingkat kehalusan dalam Tabel 7 di atas diperoleh
dari besarnya kehalusan yang terukur pada surftest. Secara umum hasil
pengukuran tingkat kehalusan permukaan baja EMS 45 dapat dijelaskan pada
Tabel 8 sebagai berikut:
39
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A