perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PENGARUH PROSES BURNISHING TERHADAP
KEKASARAN DAN KEKERASAN MILD STEEL
MENGGUNAKAN MESIN BUBUT KONVENSIONAL
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh:
GURUH PURWANTO
NIM. I 1408529
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
r00T710007,677, €$ts#ilffiRi
ffi_-re
. 200IC0666I?00I896I'dIN'z
I00 Iz08661 9Z?0696I'dINTj^fTS-omom .I
: Zl1(,reqrneldeg
tr1 pflEael ft"*f puq eped lln8uod uesoq tmg uedupeq Ip ue{ueqeuodrp qe1al
t00t70 L66I € I €0z16l'dIN'ffi
l Eurqunquod uesog
62980?II
I00I e0000zs0I I016I'dIN
ffiqalo rmmsrc
TYNOISNflANOX J.NflNfl NISf,IAI hIY)TYNNOCNUIAITSSJS
ATIW NVSYUDIDT NYO NYf,YSYXDT
dY(YHU T,L ,NIHS IN{Ng SflSOUd HNUYCNSd
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PENGARUH PROSES BURNISHING TERHADAP KEKASARAN DAN
KEKERASAN MILD STEEL MENGGUNAKAN MESIN BUBUT
KONVENSIONAL
Guruh Purwanto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
Abstrak
Kualitas permukaan sangat penting dalam proses pembuatan produk.
Kualitas ini dapat dinyatakan dengan tingkat kekasaran permukaan dan kekerasan
permukaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh proses
burnishing pada kekasaran permukaan dan kekerasan permukaan mild steel
dengan menggunakan mesin bubut konvensional. Parameter burnishing yang
digunakan dalam penelitian ini adalah putaran mesin dan kedalaman penekanan.
Parameter putaran mesin yang digunakan adalah: 130 rpm, 320 rpm, 570 rpm, dan
770 rpm, sedangkan kedalaman penekanan adalah: 0,05 mm, 0,1 mm, 0,15 mm,
0,2 mm. Penelitian ini juga meneliti dampak proses burnishing terhadap
kesejajaran sumbu sebelum dan sesudah proses burnishing. Dalam penelitian ini,
proses burnishing menggunakan roll burnishing sphere berdiameter 19 mm dan R
5,5 mm. Hasil penelitian menunjukan bahwa proses burnishing dapat digunakan
untuk meningkatkan kualitas permukaan. Putaran mesin optimum untuk
kekasaran permukaan tercapai pada putaran mesin 570 rpm untuk semua variabel
kedalaman penekanan. Semakin dalam kedalaman penekanan mengakibatkan
kekasaran permukaan yang semakin halus. Peningkatan putaran mesin dan
kedalaman penekanan tidak berpengaruh terhadap kekerasan permukaan dan
kesejajaran sumbu.
Kata kunci: roll burnishing, surface roughness, surface hardness.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
EFFECT OF BURNISHING PROCESS TO ROUGHNESS AND
HARDNESS OF MILD STEEL USING CONVENTIONAL LATHE
Guruh Purwanto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
Abstract
The Surface quality is very important in the process of making a product. It
can be indicated by the level of surface roughness and hardness. This research
aim was to investigate the effect of burnishing process on surface roughness and
surface hardness of mild steel using a conventional lathe. Burnishing parameters
used in this research were the spindle speed and the depth of penetration. The
spindle speed parameters used were: 130 rpm, 320 rpm, 570 rpm, and 770 rpm,
while the depth of penetration parameters were: 0.05 mm, 0.1 mm, 0.15 mm, 0.2
mm. This research also investigated the effect of burnishing process to the axis
alignment before and after burnishing process. For the purpose of this research,
burnishing process used burnishing roll with sphere diameter 19 mm and R 5.5
mm. The results of the research showed that burnishing proses could improve the
surface quality. Optimal spindle speed for surface roughness is 570 rpm for all
depth of penetration variables. The increase of depth of penetration would
decreas the surface roughness. The increase of spindle speed and depth of
penetration did not increase the surface hardness and the axis alignment.
Keywords: roll burnishing, surface roughness, surface hardness..
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah yang telah melimpahkan segala rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir penelitian
yang berjudul, ”Pengaruh proses burnishing terhadap kekasaran dan kekerasan
mild steel menggunakan mesin bubut konvensional” dengan baik.
Maksud dari penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi
persyaratan dalam penyusunan skripsi. Penulis menyadari bahwa dalam menyusun
laporan tugas akhir ini masih banyak kekurangan, namun berkat bimbingan dan
pengarahan dari Bapak/ Ibu dosen, pada akhirnya penulisan laporan tugas akhir
ini dapat terselesaikan.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
2. Maria Novitasari, yang selalu setia mendampingi, menemani, dan
memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Didik Djoko Susilo, S.T., M.T., selaku pembimbing I dan juga
Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta yang dengan sabar mengarahkan dan membimbing
sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
4. Bapak Budi Santoso, S.T., M.T., selaku pembimbing II yang dengan
sabar mengarahkan dan membimbing sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
5. Bapak Bambang Kusharjanta, S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi
S1 Non-Reg Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
6. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. , selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
7. Romo Ir. Andreas Sugijopranoto, SJ., S.S., M.Sc., selaku Direktur
ATMI yang telah memberikan segala fasilitas sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
8. Bapak Y.V. Yudha Samodra, S.T., M.Eng., selaku Pembantu Direktur
Bidang Akademik ATMI yang telah memberikan segala fasilitas
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
9. Bapak Cahyo Budiantoro, S.T., M Eng., selaku KUK TC ATMI yang
telah memberikan segala fasilitas sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini dengan baik.
10. Dosen-dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta, yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis
selama ini.
11. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Mesin, atas segala kesabaran
dan pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi
kelancaran penyelesaian skripsi ini.
12. Rekan-rekan sesama mahasiswa tugas belajar ATMI di UNS, atas
segala kekompakan dan kerjasamanya dalam menyelesaikan tugas
kuliah bersama.
13. Rekan-rekan kerja TC ATMI yang telah memberikan banyak waktu
luang, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
14. Semua keluarga besar ATMI atas dukungan dan semangat yang
diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
15. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu,
atas segala bimbingan, bantuan, kritik dan saran dalam penyusunan
skripsi ini.
Penulis juga menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat
penulis harapkan.
Surakarta, September 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
DAFTAR ISI
Abstrak ……………………………………………………………………….
Kata pengantar …………………………...…………….…………………..…
Daftar Isi ……………………………………………………………..……….
Daftar Tabel …………………………………………………………………..
Daftar Gambar …………………………………………………………..……
Daftar Lampiran ………………………………………………………………
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………..…...…
1.1 Latar Belakang …………………………………..………..………
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................
1.3 Batasan Masalah .............................................................................
1.4 Tujuan .............................................................................................
1.5 Sistematika Penulisan .....................................................................
BAB II LANDASAN TEORI ...........................................................................
2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................
2.2 Material Mild Steel .........................................................................
2.3 Perhitungan Feeding .......................................................................
2.4 Perhitungan Putaran Mesin .............................................................
2.5 Kedalaman Penekanan ....................................................................
2.6 Cairan Pendingin .............................................................................
2.6 Kekasaran Permukaan ....................................................................
2.7 Getaran dan Chatter ........................................................................
2.8 Kekerasan Material .........................................................................
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................
3.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................................
3.2 Langkah Penelitian .........................................................................
3.3 Bahan Penelitian .............................................................................
3.4 Roll Burnishing Tool .......................................................................
3.5 Mesin Bubut Colchester Master .....................................................
3.6 Surface roughness Tester ................................................................
3.7 Alat Uji Kekasaran ..........................................................................
3.8 Pengukuran Kesejajaran ................................................................
3.9 Pengamatan Struktur Mikro ............................................................
3.10 Data dan Analisa ...........................................................................
Bab IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
4.1 Data pengujian ................................................................................
4.2 Analisa Kekasaran Permukaan .......................................................
4,3 Analisa Kekerasan Permukaan .......................................................
4.4 Pengukuran Kesejajaran Sumbu .....................................................
Bab V PENUTUP .............................................................................................
5.1 Kesimpulan .....................................................................................
5.2 Saran ...............................................................................................
Daftar Pustaka ...................................................................................................
i
iii
v
vi
vii
ix
1
1
2
2
2
3
4
4
6
7
8
9
10
11
16
17
21
21
22
23
23
24
25
25
26
27
27
29
29
33
36
38
42
42
42
43
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Sifat mekanis baja struktural (www.steelstrip.co.uk, 2012) .
Angka kekasaran menurut ISO atau DIN 4763:1981 (Atedi,
2005) .....................................................................................
Hasil proses permesinan dan kekerasan permukaan Ra
menurut standart DIN 4768 part 2 ( Atedi, 2005 ) ……...
Hasil kekerasan permukaan ( µm) ........................................
Hasil pengukur kekerasan ( HRA ) ………………………..
Perbandingan kesejajaran sumbu antara sebelum proses
burnishing dengan sesudah proses burnishing (skala
0,01mm) ………………………………………………........
7
13
14
33
36
40
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Skema proses burnishing ( Ibrahim, 2009) .......................
Proses penyayatan pada mesin bubut ( Gerling, 1974 ) …
Proses penyayatan pada mesin bubut ( Gerling, 1974 ) …
Kedalaman penyayatan pada mesin bubut (Krar, 2011) ....
Parameter dalam profil permukaan. (Krar, 2011) ..............
Simbol pernyataan spesifikasi permukaan. ( Atedi, 2005)
Cara menghitung kekasaran permukaan (Krar, 2011) .......
Proses pembubutan yang menyebabkan chatter (Ganguli,
2005) ……………………………………………….…….
Berbagai struktur kristal logam (Asm, 1985) …………....
Prinsip pengujian Rockwell (Asm, 1985) ..........................
Urutan prosedur pengujian Rockwell (ASM, 1985) …..…
Diagram alir penelitian ......................................................
Material mild steel .............................................................
Roll burnishing tool .........................................................
Mesin bubut colchester master (Colchester, 1979) ..........
Pengukuran kekasaran permukaan ....................................
Alat uji kekerasan...............................................................
Pengukuran kesejajaran ……..………………..……….…
Mikroskop metalurgi ........................................................
Hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
130 rpm ..............................................................................
Hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
320 rpm .........................………………………………….
Hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
570 rpm ........……………………….…………….………
Hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
770 rpm .....................……………………….……………
Pengaruh parameter kedalaman penekanan terhadap
kekasaran permukaan pada berbagai parameter putaran
mesin. …………………………………………………….
Pengaruh parameter putaran mesin terhadap kekasaran
permukaan pada berbagai parameter kedalaman
penekanan ………………………………………….……
Pengaruh parameter kedalaman penekanan terhadap
pengukuran kekerasan permukaan pada berbagai
kecepatan putaran. ……………………………………….
Pengaruh parameter kecepatan putaran terhadap
pengukuran kekerasan permukaan pada berbagai
kedalaman penekanan ………..……………………...…...
Foto profil struktur mikro dengan perbesaran 100x …......
4
5
6
10
12
13
15
16
17
18
19
21
23
23
24
25
26
26
27
29
30
31
32
34
35
36
37
38
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Pengaruh putaran mesin terhadap kekasaran permukaan
dan kekerasan permukaan pada parameter kedalaman
penekanan 0,2 mm ……………………………………….
Pengaruh kedalaman penekanan terhadap kekasaran
permukaan dan kekerasan permukaan pada parameter
putaran mesin 770 rpm …………………………………..
39
39
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Lampiran 6
Lampiran 7
Lampiran 8
Lampiran 9
Hasil pengukuran kekasaran permukaan (µm) pada putaran
mesin 130 rpm …………..…………………………….……
Hasil pengukuran kekasaran permukaan (µm) pada putaran
mesin 320 rpm ………………………………………...……
Hasil pengukuran kekasaran permukaan (µm) pada putaran
mesin 570 rpm ……………………..………………….……
Hasil pengukuran kekasaran permukaan (µm) pada putaran
mesin 770 rpm ……………………..………….……………
Hasil pengukuran kekerasan permukaan (HRA) pada
putaran mesin 130 rpm …………………………….……….
Hasil pengukuran kekerasan permukaan (HRA) pada
putaran mesin 320 rpm ………………………………….….
Hasil pengukuran kekerasan permukaan (HRA) pada
putaran mesin 570 rpm ……………………………….…….
Hasil pengukuran kekerasan permukaan (HRA) pada
putaran mesin 770 rpm ………………………………….…
Tabel propertis baja dan aplikasinya .....................................
45
45
46
46
47
47
48
48
49
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di dalam industri logam sering melakukan proses permesinan. Salah satu
proses permesinan yang sering dipakai adalah menggunakan mesin bubut.
Kualitas permukaan hasil proses bubut dapat dilihat dari kekasaran
permukaannya. Makin halus permukaannya makin baik kualitasnya, sehingga
cukup beralasan apabila kekasaran permukaan hasil proses bubut diperhatikan.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan pada pengerjaan
mesin dengan menggunakan mesin bubut, antara lain: putaran mesin, feeding,
kedalaman pemakanan, kondisi mesin, bahan benda kerja, bentuk ujung mata
potong, alat potong, pendinginan dan operator.
Untuk meningkatan kualitas permukaan biasa dilakukan dengan proses
gerinda, poles, honing, super finishing, yang dalam prosesnya pengerjaannya
memerlukan tambahan mesin, alat dan biaya. Salah satu proses yang dapat
digunakan untuk meningkatkan kualitas permukaan adalah proses burnishing.
Proses burnishing adalah proses permesinan yang tidak menghasilkan geram,
proses ini merupakan pengerjaan roll dingin. Dengan peningkatkan karakteristik
permukaan dengan deformasi plastis pada bagian permukaan benda kerja.
Keunggulan proses burnishing yaitu: memerlukan waktu yang lebih singkat dan
keahlian operator yang tidak terlalu tinggi. Untuk menghasilkan kualitas yang
baik dan juga menekan biaya, serta meningkatkan effisiensi maka diperlukan
pengoptimalan parameter mesin.
Dengan latar belakang diatas dengan mengetahui parameter mesin yang
tepat, maka dapat dilakukan proses burnishing yang effisien. Penelitian ini
dititikberatkan/ mengkaji proses burnishing untuk mencapai kualitas permukaan
dari mild steel dengan menggunakan faktor putaran mesin dan kedalaman
penekanan, sehingga dapat diperoleh putaran dan kedalaman pemakanan yang
terbaik untuk proses burnishing ini. Sehingga proses burnishing dapat digunakan
sebagai salah satu pilihan pengerjaan permesinan dimana proses gerinda tidak
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
dapat dilakukan. Dan peningkatan kualitas kekasaran permukaan suatu benda
kerja dapat langsung dicapai hanya menggunakan mesin bubut konvensional saja.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu ” Bagaimana pengaruh
proses burnishing terhadap kekasaran permukaan, kekerasan permukaan
dan kesejajaran sumbu mild steel dengan menggunakan mesin bubut
konvensional pada pengerjaan permukaan luar benda kerja? ”
1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan arah penelitian yang baik, maka penelitian ini
ditentukan batasan-batasan masalah sebagai berikut:
a. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah material mild steel,
material ini secara luas banyak digunakan untuk komponen–komponen
mesin.
b. Objek yang diteliti meliputi kekasaran permukaan, kekerasan
permukaan dan kesejajaran sumbu.
c. Parameter feeding yang digunakan dalam penelitian adalah
0,13mm/putaran
d. Mesin yang digunakan adalah mesin bubut konvensional
COLCHESTER MASTER 2500.
e. Semua proses dalam penelitian menggunakan cairan pendingin
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui seberapa besar
pengaruh proses burnishing terhadap kekasaran permukaan, kekerasan permukaan
dan kesejajaan material mild steel yang dikerjakan pada proses bubut
konvensional. Hasil penelitian ini, diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai
berikut:
1. Mengetahui pengaruh parameter putaran mesin terhadap kekasaran
permukaan, dan kekerasan permukaan material mild steel.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
2. Mengetahui pengaruh parameter kedalaman penekanan terhadap
kekasaran permukaan, dan kekerasan permukaan material mild steel.
3. Mengetahui pengaruh kesejajaran sumbu antara sebelum proses
burnishing dengan setelah proses burnishing pada material mild steel.
Dengan proses burnishing, akan memperpendek proses produksi, sehingga
produksi lebih ekonomis, selain itu permukaan benda kerja yang semakin halus
akan menurunkan koefisien gesek, sehingga akan sangat berguna apabila
digunakan sebagai kompenen yang bergerak pada suatu alat. Peningkatan
kekerasan permukaan akan meningkatkan umur pakai dari komponen tersebut.
1.5 Sistematika Penulisan
Agar penelitian dapat mencapai tujuan dan terarah dengan baik, maka
disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut:
a. Bab I Pendahuluan, berisi tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan laporan penelitian.
b. Bab II Landasan Teori, berisi tentang tinjauan pustaka dari penelitian
yang telah dilakukan sebelumnya yang memiliki hubungan
dengan tema penelitian dan dasar-dasar teori yang mendukung
penelitian yang dilakukan.
c. Bab III Metode Penelitian, berisi tentang alat dan bahan yang
digunakan dalam melaksanakan penelitian, diagram alir
penelitian serta langkah penelitian yang dilakukan.
d. Bab IV Hasil dan pembahasan, berisi tentang pembahasan dari
penelitian ini disertai tabel dan grafik hasil dari penelitian.
e. Bab V Penutup, berisi kesimpulan yang dihasilkan dari penelitian ini
serta saran untuk perbaikan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Ibrahim (2009) menjelaskan bahwa proses burnishing adalah proses
permesinan yang tidak menghasilkan geram dan dapat digunakan untuk
meningkatkan kualitas kehalusan permukaan benda kerja dan kekerasan
permukaan benda kerja pada semua jenis logam, seperti ditunjukan pada Gambar
2.1. Penelitiannya menggunakan mesin bubut dengan alat burnishing berupa bola
baja. Parameter Burnishing speed yang digunakan yaitu: 10,5 m/min (111,5 rpm),
29,5 m/min (313 rpm), 60,3 mm/min (640 rpm), 85,7 m/min (910 rpm) dan 116,5
m/min (1236 rpm). Parameter feeding yang digunakan yaitu: 0,03 mm/rev, 0.06
mm/rev, 0,11 mm/rev, 0,17 mm/rev dan 0,21 mm/rev. Burnishing force yang
digunakan yaitu: 80 N, 170 N, 250 N. Untuk mengatur gaya ini supaya konstan,
digunakan torque arm wernch. Dari penelitian ini diperoleh hasil optimum dengan
parameter feeding 0,11 mm/ rev dan burnishing speed 60,3 m/min.
Gambar 2.1 Skema proses burnishing (Ibrahim, 2009)
Sedangkan Thamzihmanii (2007) melakukan penelitian dengan
menggunakan multi-roller burnishing tool dengan menggunakan mesin frais
vertikal. Material yang diteliti adalah non-ferrous metal, meliputi alumunium,
brass, dan copper. Dengan menggunakan parameter putaran poros 607 rpm, 985
rpm, dan 1541 rpm, dengan parameter feeding 95 mm/menit, 130 mm/menit, dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
200 mm/menit dan kedalaman penekanan 0,05 mm, 0,1 mm, 0,15 mm. Dari
penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa kualitas permukaan meningkat
bersamaan dengan peningkatan kekerasan permukaan. Hasil yang sama juga
didapatkan oleh Babu (2009) yang melakukan penelitian terhadap pengaruh
internal roller burnishing tool dengan menggunakan mesin bor radial. Penelitian
ini dilanjutkan oleh Stoic (2010) sehingga didapatkan efisiensi dari internal roller
burnishing, yang salah satu hasilnya adalah bahwa kekasaran permukaan benda
kerja selain tergantung pada parameter permesinan juga tergantung pada
kekerasan awal material dan keadaan permesinan awal.
Rochim (2001) menjelaskan proses pembubutan adalah proses pengerjaan
mekanik untuk mengurangi volume material pada benda silindris dengan cara
melakukan penyayatan pada permukaan benda oleh gerakan pahat yang menusuk
berda kerja yang berputar. Proses ini diawali dengan pemasangan benda kerja
pada alat pencekam yang biasa disebut dengan chuck. Alat pencekam ini
menempel pada poros spindle yang umumnya digerakkan oleh motor listrik.
Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa
sehingga memutar roda gigi pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung,
putaran akan disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran
poros ulir tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa
pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir,
seperti ditunjukan pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3.
Gambar 2.2 Proses penyayatan pada mesin bubut ( Gerling, 1974 )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
Gambar 2.3 Proses penyayatan benda kerja ( Gerling, 1974 )
2.2 Material Mild Steel
Baja merupakan salah satu jenis logam ferro dengan unsur carbon (C)
kurang dari 1,7%. Di samping itu baja juga mengandung unsur-unsur lain seperti
sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si), mangan (Mn), dan sebagainya yang jumlahnya
dibatasi. Sifat baja pada umumnya sangat dipengaruhi oleh prosentase karbon dan
struktur mikro. Struktur mikro pada baja karbon dipengaruhi oleh perlakuan
panas. Karbon dengan unsur campuran lain dalam baja membentuk karbid yang
dapat menambah kekerasan, tahan gores dan tahan suhu baja. Perbedaan
prosentase karbon dalam campuran logam baja karbon menjadi salah satu cara
mengklasifikasikan baja. Berdasarkan kandungan karbon, baja dibagi menjadi 3
macam yaitu:
1. Baja kabon rendah (low carbon steel) mengandung karbon dalam
campuran baja karbon kurang dari 0,3%. Baja ini bukan baja yang keras
karena kandungan karbonnya yang rendah kurang dari 0,3% C. Baja
karbon rendah tidak dapat dikeraskan karena kandungan karbonnya tidak
cukup untuk membentuk martensit.
2. Baja karbon sedang mengandung karbon 0,3% C – 0,6% C (medium
carbon steel) dan dengan kandungan karbonnya memungkinkan baja
untuk dikeraskan sebagian dengan perlakuan panas (heat treatment) yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
sesuai. Baja karbon sedang lebih keras serta lebih lebih kuat
dibandingkan dengan baja karbon
3. Baja karbon tinggi mengandung 0,6% C – 1,5% C dan memiliki
kekerasan tinggi namun keuletannya lebih rendah, hampir tidak dapat
diketahui jarak tegangan lumernya terhadap tegangan proporsional pada
grafik tegangan regangan. Berkebalikan dengan baja karbon rendah,
pengerasan dengan perlakuan panas pada baja karbon tinggi tidak
memberikan hasil yang optimal dikarenakan terlalu banyaknya martensit
sehingga membuat baja menjadi getas. Sifat mekanis baja juga
dipengaruhi oleh cara mengadakan ikatan karbon dengan besi
Material uji yang digunakan pada penelitian ini adalah baja karbon rendah
yang dipasar disebut dengan Mild Steel (St.37-2). Yang mempunyai kandungan C
= 0,17 % max, Mn = 1.40% max, S = 0.045% dan P = 0.045 %, dan mempunyai
Yield Strength min. = 235 MPa dengan Tensile Strength = 360/520 MPa seperti
ditunjukan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Sifat mekanis baja struktural (www.steelstrip.co.uk, 2012)
2.3 Perhitungan Feeding
Feeding pada mesin bubut adalah panjang langkah yang dilakukan oleh alat
potong untuk bergerak sepanjang benda kerja untuk setiap satu putaran dari
spindel. Bila dimungkinkan dalam proses pembubutan dilakukan dengan dua cara
pengerjaan, secara roughing cut dan finishing cut. Pemotongan roughing cut
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
dilakukan dengan tujuan untuk menyayat benda kerja dengan cepat dan banyak,
sehingga kakasaran permukaan tidak begitu diperhatikan. Untuk roughing cut
digunakan feeding yang besar. Sedangkan pemotongan finishing cut, digunakan
untuk memasukan ukuran dari benda kerja dan kualitas permukaan yang baik
dibutuhkan pada proses ini. Untuk pemotongan finishing cut digunakan feeding
yang kecil.
Menurut Rochim (2001) perhitungan feeding dengan menggunakan
persamaan :
Feeding = √
Rz = 6,3 x 10-3
(µm)
r = radius pahat (0,4) mm
Dari data diatas, maka diperoleh nilai feeding ideal sebesar :
Feeding = √
= √
= 0,14 mm/put (ideal)
Untuk penelitian ini digunakan parameter feeding yang ada di mesin,
mendekati perhitungan idealnya yaitu : 0,13 mm/put.
2.4 Perhitungan Putaran Mesin
Cutting speed adalah laju sebuah titik pada benda kerja bergerak melingkar
terhadap alat potong. Sebagai contoh apabila sebuah logam mempunyai CS 62
m/min, maka spindel harus diset selama waktu 1 menit sebuah titik pada benda
akan berputar dengan lintasan sejauh 62 meter.
Menurut Rochim (2001) perhitungan putaran mesin dengan menggunakan
persamaan :
Putaran mesin =
Dimana :
Cs = cutting speed (m/min) Cs Mild Steel = 62 m/min
d = diameter benda kerja (mm) d = 35 mm
sedangkan perhitungan menjadi putaran mesin menjadi:
Putaran mesin =
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
=
= 548 rpm 570 rpm (disesuaikan dengan mesin)
Apabila Cutting Speed kita ganti menjadi Burnishing Speed, dimana Cs =
Bs, maka persamaan Burnishing Speed menjadi:
Burnishing speed =
Dimana :
Bs = Burnishing speed (m/min)
n = Putaran mesin (rpm)
d = Diameter benda kerja (mm)
Perhitungan burnishing speed untuk putaran mesin 130 rpm, diameter benda kerja
Ø35 mm, adalah :
Burnishing speed =
= 14,29 m/min
Perhitungan burnishing speed untuk putaran mesin 320 rpm, diameter benda kerja
Ø35 mm, adalah :
Burnishing speed =
= 35,19 m/min
Perhitungan burnishing speed untuk putaran mesin 130 rpm, diameter benda kerja
Ø35 mm, adalah :
Burnishing speed =
= 62,67 m/min
Perhitungan burnishing speed untuk putaran mesin 130 rpm, diameter benda kerja
Ø35 mm, adalah :
Burnishing speed =
= 84,67 m/min
2.5 Kedalaman Penekanan
Kedalaman penyayatan adalah ketebalan dari geram yang dihasilkan oleh
alat potong dan setengah dari jumlah total pengurangan benda kerja dalam satu
potong. Pada Gambar 2.4 ditunjukan perbedaan pergerakan alat potong dan total
hasil pengurangan benda kerja. Apabila kedalaman penyayatan adalah 0,125
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
inchi, maka pengurangan benda kerja adalah 0,25 inchi. Pada proses burnishing
tidak terjadi penyayatan benda kerja, melainkan penekanan benda kerja oleh roll.
Penelitian yang dilakukan oleh Thamzihmanii (2007) yang hanya menggunakan 3
parameter kedalaman penekanan. Pada penelitian ini agar diperoleh data yang
lebih lengkap, maka digunakan 4 parameter kedalaman penekanan yaitu: sebesar
0.05 mm; 0.1mm; 0.15 mm; dan 0.2 mm.
Gambar 2.4 Kedalaman penyayatan pada mesin bubut (Krar, 2011)
2.6 Cairan Pendingin
Pendinginan adalah suatu proses untuk mendinginkan panas yang terjadi
akibat dua benda saling bergesekan. Syarat-syarat pendinginan yang baik
meliputi:
1. Mempunyai daya dingin yang baik. Hal ini akan mengurangi temperatur
penyayatan, meningkatkan umur alat potong dan produksi serta
meningkatkan keakuratan ukuran.
2. Mempunyai daya lumas yang baik. Hal ini akan mencegah menempelnya
logam pada alat potong dan membentuk built-up edge, yang akan
menghasilkan kualitas permukaan yang buruk dan umur pakai alat
potong yang pendek.
3. Mempunyai sifat netral terhadap benda kerja yakni tidak menimbulkan
karat.
4. Stabil, tidak berubah pada saat penyimpanan dan digunakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
5. Tidak mengganggu kesehatan, tidak menyebabkan iritasi kulit bagi
operator dan tidak berbau.
6. Transparan, sehingga memungkinkan operator tetap dapat melihat benda
kerja secara jelaspada proses permesinan.
7. Memiliki viskositas yang rendah.
8. Tidak mudah terbakar, tidak menimbulkan asap yang tebal dan tidak
lengket pada mesin.
Cairan pendingin akan mendinginkan alat potong dan juga melumasi alat
potong dan benda kerja. Keuntungan menggunakan cairan pendingin adalah
sebagai berikut:
1. Membuat alat potong tidak cepat tumpul dan ini berarti pahat potong
menjadi tahan lama. Penggunaan tool yang semakin lama akan
mengurangi waktu untuk pengasahan dan setting ulang.
2. Pendingin berfungsi untuk mendinginkan alat potong, maka kecepatan
potong yang lebih tinggi dapat digunakan dan waktu yang dibutuhkan
untuk proses permesinan menjadi lebih singkat.
3. Permukaan hasil proses permesinan akan semakin baik dan ketepatan
ukuran dapat tercapai.
4. Mengurangi biaya.
2.7 Kekasaran Permukaan
Pengukuran adalah suatu proses mengukur atau menilai kualitas sesuatu
yang belum diketahui dengan cara membandingkan dengan acuan standar atau
menguji dengan alat. Pada dasarnya ada dua metode pokok pengukuran yaitu
pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung. Pengukuran langsung
adalah pengukuran yang dilakukan secara langsung dengan membandingkan
sesuatu atau benda dengan besaran atau ukuran standar. Pada pengukuran
langsung hasil pengukuran dapat dibaca langsung pada alat ukur yang digunakan,
beberapa alat ukur tersebut adalah surface tester dan dial indikator. Pengukuran
tidak langsung adalah pengukuran yang menggunakan sistem kalibrasi dimana
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
tidak digunakan standar ukuran secara langsung, namun melibatkan beberapa
komponen pengukuran yang merupakan satu sistem pengukuran.
Setiap proses bubut pasti akan menghasilkan benda kerja dengan kualitas
permukaan tertentu, kualitas kekasaran permukaan yang paling umum adalah
kekasaran rata-rata aritmatik (Ra) sebagai standar kualitas permukaan dari hasil
pemotongan maksimum yang diijinkan. Dimana posisi Ra dan parameter
kekasaran yang lain, bentuk profil, panjang sampel dan panjang pengukuran yang
dilakukan oleh mesin-mesin ukur kekasaran permukaan dapat dilihat seperti pada
Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Parameter dalam profil permukaan (Krar, 2011)
Pada Gambar 2.5 dapat ditunjukan beberapa definisi yaitu:
1. Surface deviation yaitu: adanya perhitungan dari nominal kekasaran yang
berbeda, dari waviness, roughness, flaws, lay, and profile.
2. Waviness adalah ketidakteraturan permukaan yang berdeviasi dari mean
surface dalam bentuk gelombang yang biasanya terjadi karena getaran
pada mesin atau kerja yang umumnya terpisah jauh.
3. Waviness height adalah jarak puncak dan lembah dalam inchi atau mm.
4. Waviness width adalah jarak berturut-turut antara puncak dan lembah
waviness
5. Roughness adalah jarak halus relatif dari ketidakteraturan yang
ditumpangkan pada pola waviness yang disebabkan dari alat potong
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
dengan feeding mesin. Ketidakteraturan ini lebih sempit dari pola
waviness
6. Roughness height adalah deviasi Ra yang diukur dari garis center dalam
micro inchi atau micrometer.
7. Roughness widht adalah jarak antara puncak paralel kekasaran
permukaan berturut-turut dalam nominal surface inchi atau milimeter.
8. Flaws adalah ketidakterauran yang disebabkan karena scratches, lubang,
retakan, gunung atau cekungan, yang tidak mengikuti pola yang teratur
seperti waviness dan roughness.
Menurut Standar ISO R 1302 ”Method of Indicating surface Texture on
Drawing”. Simbol persyaratan umum dituliskan seperti pada Gambar 2.6
Gambar 2.6 Simbol pernyataan spesifikasi permukaan (Atedi, 2005)
Sedangkan angka kekasaran permukaan roughness number dan panjang sample
standard diklasifikasikan menjadi 12 angka kelas Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Angka kekasaran menurut ISO atau DIN 4763: 1981(Atedi, 2005)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
Dalam proses pemesinan pada pengerjaan akhir untuk menentukan
permukaan obyek dilakukan dengan proses bubut, menurut Tabel 2.3, kualitas
permukaan yang dihasilkan dimana kekasaran permukaan rata rata aritmatik (Ra)
yang distandarkan harus mencapai nilai antara 0,8 – 6,4 µm (DIN 4768 Part 2).
Tabel 2.3 Tabel hasil akhirnya proses permesinan dan kekerasan permukaan Ra
menurut standart DIN 4768 part 2 (Atedi, 2005)
Alat ukur yang digunakan untuk mrngukur nilai kekasaran permukaan
dalam penelitian ini adalah Mitutoyo surface roughness tester SJ – 2100P. Alat
ukur ini terdiri dari tracer head dan sebuah amplifier. Tracer head terbuat dari
intan yang mempunyai radius 0,0005 in ( 0,013 mm). Rumah tracer head ini
dapat bergerak secara sepanjang benda kerja secara manual dengan tangan
maupun dengan menggunakan motor pengerak (secara otomatis).
Setiap pergerakan dari stylus yang disebabkan kekasaran permukaan akan di
konversikan oleh tracer head menjadi signal elektronik. Signal ini diperkuat oleh
amplifier, sehingga bentuk kekasaran permukaan dapat dibaca menggunakan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
mata. Pergerakan ini dapat digambarkan diatas sebuah kertas pencatat sehingga
kita dapat melihat bentuk kekasaran permukaan dengan mudah.
Gambar 2.7 Cara menghitung kekasaran permukaan (Krar, 2011)
Pembacaan nilai kekasaran dapat dilakukan menggunakan rata-rata
aritmatik (Ra) maupun menggunakan akar kuadrat rata-rata (Rq). Gambar 2.7
menunjukkan 13 tempat pengukuran yang mewakili permukaan benda kerja
sepanjang AB. Ketiga belas pengukuran diberi notasi huruf a sampai m.
pengukuran dilakukan terhadap garis tengah CD, baik untuk daerah dibawah garis
maupun diatas garis tersebut. Apabila dihitung menggunakan rata-rata aritmatika
maka semua nilai pengukuran dijumlahkan lalu dibagi dengan banyaknya tempat
yang diukur. Dari gambar 2.7 diperoleh Ra = 18,2 µin (0,716 µm). Untuk
pengukuran Rq, semua nilainya di kuadratkan terlebih dahulu lalu dijumlahkan,
selanjutnya dibagi dengan banyaknya tempat yang diukur, sehingga didapatkan
Rq = 19,9 µin (0,783 µm). secara umum pengukuran Rq akan 1,1 kali lebih besar
dari Ra.
Untuk keakuratan pengukuran kekasaran permukaan, mula-mula indikator
harus dikalibrasikan terlebih dahulu menggunakan test blok referensi yang
disudah dikalibrasikan menggunakan standart American Standards Association
(ASA).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
2.7 Getaran dan Chatter
Proses permesinan pada mesin bubut adalah terjadinya gerak relatif antara
pahat dan benda kerja akan menghasilkan variasi geram yang berakibat pada
perubahan gaya sehingga amplitude getaran terus membesar dengan cepat.
amplitude yang membesar akan menimbulkan suara yang melengking yang
berasal dari pahat yang memotong benda kerja. Bertambahnya amplitudo yang
terjadi juga disebabkan karena energi yang dipakai pemotongan akan diserap oleh
sistem. Sistem disini adalah sistem mesin perkakas. Apabila energi yang diserap
lebih besar dari energi yang tersedia maka sistem akan stabil, dan sebaliknya
energi yang diserap lebih kecil dari energi yang tersedia maka sistem menjadi
tidak stabil. Energi yang mengeksitasi getaran tersebut berasal dari proses
pemotongan itu sendiri disebut getaran eksitasi diri atau lebih dikenal chatter.
Dalam permesinan besar batas ini dapat diketahui dengan menaikan lebar geram
atau kedalaman potong sedikit demi sedikit sampai terjadi chatter.
.
Gambar 2.8 Proses pembubutan yang menyebabkan chatter (Ganguli, 2005.)
Chatter terjadi ketika permukaan yang berombak-ombak pada waktu proses
produksi sebelumnya yang menyebabkan variasi gaya potong. pada Gambar 2.8
terlihat proses pembubutan yang memungkinkan alat potong menghadapi titik
yang keras pada permukaan benda karja, sehingga menyebabkan timbulnya
getaran. Hal ini menyebabkan permukaan yang bergelombang dan setelah satu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
putaran, alat potong menghadapi gelombang yang disebabkan oleh pembubutan
sebelumnya. Hal ini akan menyebabkan terjadinya variasi gaya potong karena
bervariasinya tebal benda kerja yang akan disayat. Perbedaan tebal benda kerja
yang disayat dari yang terkecil yaitu h0 dan yang terbesar yaitu h0+dy. Chatter
merupakan masalah ketidakstabilan pada proses pemotongan logam. Chatter akan
mengurangi umur pakai dari alat potong dan produktivitas pada proses
manufaktur karena mengganggu fungsi normal dari mesin. Permasalahan ini
cukup menarik perhatian komunitas manufaktur dan menjadi topik yang hangat
pada kalangan akademisi dan industri.
2.8 Kekerasan Material
Hingga saat ini sifat mekanik dari kristal logam telah di diskusikan pada kisi
kristal. Karena kabanyakan logam terdiri dari banyak butir (grains) seperti
ditunjukan pada Gambar 2.9, sifat seperti Yeild Streght ( kekuatan luluh ) dan
ductility sangat dipengaruhi pada stuktur mikronya.
a. Simple Cubic b. Face-centered Cubic c. Body-centered Cubic
d. Hexagonal close-packed e. Three-dimensional simple Cubic
Gambar 2.9 berbagai struktur kristal logam (Asm, 1985).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Pengaruh kedua hal diatas dapat dimengerti dengan mempertimbangkan
gerak dislokasinya. Bila gerak dislokasinya tanpa hambatan, maka kekuatan akan
rendah dan kekerasan material juga akan meningkat seiring peningkatan kekuatan.
Kebalikannya, bila terdapat kendala/hambatan dalam mikrostruktur sehingga
gerak dislokasinya menjadi lambat, hal ini akan mengakibatkan peningkatan
kekuatan. Batas butir memberikan hambatan bagi gerak dislokasi. Seiring dengan
menurunnya ukuran butir, kekuatan logam biasanya meningkat. Kekuatan logam
yang meningkat ini akan juga meningkatkan kekerasan.
Hampir semua pengujian kekerasan menggunakan indenter. Hal ini
dilakukan oleh Brinell, Rockwell, Vickers dan Knoop. Pada awal 1900, J.A
Brinell di Swedia menggunakan bola baja sebagai inderters. Keterbatasan
pengujian Brinell, maka dikembangkan cara pengujian macroindentation yang
lain seperti Vickers test yang dikembangkan oleh R. Smith dan G. Sandland pada
tahun 1925 dan Rockwell test ditemukan oleh Stanley P. Rockwell pada tahun
1919.
Pengujian Rockwell ini berbeda dengan Brinell dan Vickers, karena
Rockwell yang mengukur kedalaman indentasi yang dihasilkan oleh pembebanan
pada indenter, seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.10. Sedangkan Brinell dan
Vickers mengukur diagonal hasil indentasi dan angka kekerasan diukur dengan
membagi beban pada área indentasi.
Gambar 2.10 Prinsip pengujian Rockwell (Asm, 1985)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Pengujian Rockwell merupakan pengujian yang paling banyak
dipergunakan di Amerika Serikat, berikut ini adalah beberapa alasan mengapa
Rockwell menjadi populer dan digunakan secara luas di industri:
1. Pengujian kekerasan Rockwell secara relative sangat mudah dan tidak
membutuhkan kemampuan operator yang tinggi. Hal ini disebabkan
karena pengujian Rockwell sepenuhnya otomatis yang dibutuhkan hanya
tombol start dan sisaya dilakukan oleh mesin.
2. Dengan memilih beban yang berbeda dan juga indenter, kekerasan
Rockwell dapan digunakan hampir semua logam, mulai dari yang lunak
hingga material yang dikeraskan. Angka Rockwell tidak pernah
melampaui 100 pada dial indikatornya. Apabila menginginkan angka 200
atau 300, maka cukup mengganti berat mati beban sehingga skala
pengukuran akan kembali diantara 0 dan 100.
3. Angka kekerasan dapat dibaca dalam hitungan detik dengan konversi
manual maupun dengan setingan otomatis pada alat yang akan
memberikan hasil secara konsisten..
4. Dibandingkan dengan Vickers yang menggunakan optik, pada
pengukuran Rockwell tidak dibutuhkan optik sama sekali, semua hasil
pembacaan langsung dibaca dari kedalaman indenter.
Gambar 2.11 Urutan prosedur pengujian Rockwell (Asm, 1985)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Pada pengujian kekerasan menggunakan metode Rockwell seperti
ditunjukan pada Gambar 2.11. Urutan proses pengukuran indenter Rockwell
adalah sebagai berikut:
1. Pemilihan indenter, diamond indenter atau ball indenter.
2. Radius pada ujung tip dari indenter.
3. P0 Preliminary test force = 10 kgf.
4. P1 Additional Force = 140 kgf.
5. P.total Test Force = P0 + P1 = 10 + 140 =1500 kgf.
6. Kedalaman penekanan indenter pada preliminary test force sebelum
ditambahkan additional force.
7. Penambahan kedalaman penekanan setelah additional force.
8. e = kedalaman permanen pada preliminary test force setelah additional
force dihilangkan, penambahan ini diekspresikan dengan skala 0,002
mm.
9. hasil kekerasan permukaan Rockwell C = 100-e.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
Secara lebih terperinci, diagram alir penelitian yang telah dilakukan
ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian
Data dan Analisa
Pengukuran kekasaran, kekerasan dan
kesejajaran sumbu
Proses burnishing dengan :
putaran spindle 770rpm, 570 rpm, 320 rpm, 130 rpm
kedalaman penekanan 0,05 mm, 0,1 mm, 0,15mm, 0,2 mm
Penyiapan Material Mild
Steel
Pemotongan material
Persiapan mesin (putaran, feeding dan
kedalaman penekanan)
Mulai
Selesai
Kesimpulan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
3.2 Langkah Penelitian
Langkah kerja dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Material dipotong dengan gergaji potong dan dibuat dengan dimensi
tertentu (melebihi dimensi ukuran yang akan dipakai).
2. Pre Machine material uji, disini benda kerja yang telah dipotong gergaji
diproses dengan mesin bubut dan dimasukkan ukuran 35 x 110 mm
sebanyak 26 pcs, seperti ditunjukan pada Gambar 3.2.
3. Melakukan proses burnishing dengan menggunakan mesin bubut
parameter feeding tetap yaitu 0,13mm/putaran sedangkan parameter
putaran spindel yang berbeda–beda : 770 rpm, 570 rpm, 320 rpm, dan
130 rpm. Melakukan proses burnishing dengan parameter kedalaman
penekanan yang berbeda-beda yaitu : 0,05 mm, 0,1mm, 0,15 mm dan
0,2 mm. Membersihkan bekas sayatan (chip) yang masih menempel pada
material yang telah di sayat.
4. Mengukur kekasaran permukaan material uji dengan menggunakan
Surface Roughness Tester. Dalam proses ini pengukuran kekasaran
material uji dilakukan pada 3 titik yang berbeda pada satu permukaan,
agar didapatkan hasil yang lebih teliti.
5. Mengukur kekerasan permukaan material uji dengan menggunakan
Hardness Tester. Dalam proses ini pengukuran kekasaran material uji
dilakukan pada 5 titik yang berbeda pada satu permukaan, agar
didapatkan hasil yang lebih teliti.
6. Mengukur kesejajaran permukaan material uji dengan menggunakan dial
indikator. Dalam proses ini dilakukan langsung di mesin pada 4 titik
kuadran material uji. Pengukuran dilakukan secara berurutan sebelum
proses burnishing dan sesudah proses burnishing. Lalu pengukuran di
titik yang sama pada waktu pengukuran pertama.
7. Pengambilan data.
8. Penarikan kesimpulan.
9. Selesai.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
3.3 Bahan Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Bengkel Praktek Akademi Teknik Mesin Industri
(ATMI) Surakarta. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Mild steel
dengan dimensi 1,5” x 110 mm sebanyak 26 pcs, seperti ditunjukan pada
Gambar 3.2. Benda kerja dikerjakan dengan sistem pencekaman between centre.
Setelah mengerjakan satu sisi, benda kerja dibalik untuk mengerjakan sisi yang
lainnya. Dengan demikian akan diperoleh kondisi pengerjaan yang sama pada
setiap sisi benda kerja.
Gambar 3.2 Material mild steel
3.4 Roll Burnishing Tool
Alat ini digunakan untuk melakukan proses burnishing, seperti ditunjukan
oleh Gambar 3.3. Pada bagian batang menggunakan mild stell, as untuk roll
menggunakan dowel pin, sedangkan pada bagian roll material dari SPK NL
dengan kekerasan hingga 63 HRC.
Gambar 3.3 Roll burnishing tool
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
3.5 Mesin Bubut Colchester Master 2500
Untuk pelaksanaan penelitian ini digunakan mesin bubut Colchester Master
2500, seperti ditunjukan pada Gambar 3.4. Mesin ini dipilih karena mesin
konvensional dengan ukuran medium (jarak antara between centre antara 500 mm
hingga 1000 mm), banyak terdapat di bengkel-bengkel bubut di Indonesia.
Gambar 3.4 Mesin bubut colchester master (Master, 1979)
Spesifikasi mesin Cholcester Master 2500 adalah:
Jarak Between Centres : 635 mm
Panjang total mesin : 1605 mm
Lebar total mesin : 890 mm
Tinggi total mesin : 1195 mm
Berat mesin : 1850 kg
Spindel Bore : 40 mm
Swing over cross slide : 210 mm
Daya motor utama : 5 Hp ( 3,73 KW)
Daya pompa cooling : 0,5 Hp (0,373 KW)
Cairan pendingin yang digunakan pada mesin ini adalah Petrachem
Hydrocut APX , dengan perbandingan oli : air = 1 : 40.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
3.6 Surface Roughness Tester
Untuk pengecekan kekasaran permukaan digunakan alat Mitutoyo surface
roughness tester SJ – 2100P. Alat ini digunakan untuk mengukur berapa
kekasaran pada suatu permukaan, dengan alat ini akan diperoleh hasil kekasaran
permukaan secara tepat seperti ditunjukan pada Gambar 3.5
Gambar 3.5 Pengukuran kekasaran permukaan
3.7 Alat uji kekerasan
Alat ini digunakan untuk mengukur berapa kekerasan pada suatu
permukaan, dengan alat ini akan diperoleh hasil kekerasan permukaan secara
tepat. Gambar 3.6 menunjukan alat uji kekerasan dengan spesifikasi sebagai
berikut:
Model : HR-150A
NO : 0946
Tahun pembuatan : 2006 .6
Indenter : diamond
Sudut Indenter : 120 derajat.
Preliminary Force : 10 kgf
Additional Force : 50 kgf
Total Force : 60 kgf
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Gambar 3.6 Alat uji kekerasan
3.8 Pengukuran Kesejajaran.
Untuk pengukuran kesejajaran dilakukan diatas mesin bubut segera setelah
proses pembubutan dan proses burnishing selesai dilakukan. Pengukuran ini
dilakukan pada 4 titik pengukuran, yaitu pada keempat titik kuadran benda kerja,
dan sepanjang 60 mm dari tepi luar benda kerja. Gambar 3.7 menunjukan proses
pengukuran kesejajaran. Mula-mula benda kerja dibubut, kemudian diukur
kesejajaran sepanjang 60 mm dari ujung benda kerja dengan menggunakan dial
indikator, pada 4 titik pengukuran yang berbeda. Setelah itu dilakukan proses
burnishing. Lalu dilakukan pengukuran kembali pada 4 titik yang sama dengan
proses pembubutan sepanjang 60 mm dari ujung benda kerja dengan
menggunakan dial indikator.
Gambar 3.7 Pengukuran kesejajaran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
3.9 Pengamatan Struktur Mikro.
Untuk dapat mengetahui ukuran butir pada struktur mikro logam, perlu
digunakan mikroskop metallurgi seperti ditunjukan pada Gambar 3.8. Alat yang
digunakan adalah Nikon Epiphot 300 lengkap dengan digital imaging. Alat ini
memiliki kemampuan perbesaran mulai dari 50 x; 100 x; 200 x; dan 500x. Dengan
alat tersebut akan didapatkan hasil foto berupa soft-copy lengkap dengan skala
nya. Foto profil struktur mikro dengan perbesaran 100x dan setiap satu strip skala
adalah berjarak 0.01 mm.
Gambar 3.8 Mikroskop metalurgi
3.10 Data dan Analisa
Dari penelitian ini diharapkan dapat diketahui data dan analisa sebagai
berikut :
1. Pengaruh hubungan parameter kedalaman penekanan terhadap kekasaran
permukaan pada berbagai parameter putaran mesin.
2. Pengaruh hubungan parameter putaran mesin terhadap kekasaran
permukaan pada berbagai parameter kedalaman penekanan
3. Pengaruh parameter kedalaman penekanan terhadap pengukuran
kekerasan permukaan pada berbagai kecepatan putaran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
4. Pengaruh parameter kecepatan putaran terhadap pengukuran kekerasan
permukaan pada berbagai kedalaman penekanan.
5. Pengaruh kesejajaran sumbu antara sebelum proses burnishing dengan
sesudah proses burnishing.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengujian
Hasil pengujian yang diperoleh dari percobaan di laboratorium dengan
menggunakan surface roughness tester diperoleh data seperti ditunjukan pada
gambar 4.1 sampai dengan gambar 4.4. Gambar 4.1 merupakan hasil pengukuran
surface roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran
mesin 130 rpm dengan parameter kedalaman penekanan (KP) yang berbeda-beda.
( a ) KP 0,05 mm ( b ) KP 0,1 mm ( c ) KP 0,15 mm ( d ) KP 0,2 mm
Gambar 4.1 Hasil pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda
kerja dengan parameter putaran mesin 130 rpm.
Gambar 4.1(a) menunjukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 130 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0,05 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,783
µm dan Rmax = 11,8 µm. Gambar 4.1(b) menunjukan hasil pengukuran surface
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
130 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,1 mm yang menghasilkan
pengukuran Ra = 1,191 µm dan Rmax = 8,36 µm. Gambar 4.1(c) menujukan hasil
pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan
parameter putaran mesin 130 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,15
mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,092 µm dan Rmax = 8,76 µm.
Gambar 4.1(d) menujukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 130 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0,2 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,200
µm dan Rmax = 7,46 µm.
( a ) KP 0,05 mm ( b ) KP 0,1 mm ( c ) KP 0,15 mm ( d ) KP 0,2 mm
Gambar 4.2 Hasil pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda
kerja dengan parameter putaran mesin 320 rpm.
Gambar 4.2(a) menujukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 320 rpm dan parameter
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
kedalaman penekanan (KP) 0,05 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 2,706
µm dan Rmax = 11,1 µm. Gambar 4.2(b) menunjukan hasil pengukuran surface
roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
320 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,1 mm yang menghasilkan
pengukuran Ra = 2,363 µm dan Rmax = 12,3 µm. Gambar 4.1(c) menujukan hasil
pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan
parameter putaran mesin 320 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,15
mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,135 µm dan Rmax = 8,65 µm.
Gambar 4.2(d) menujukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 130 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0.2 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 0,920
µm dan Rmax = 7,71 µm.
( a ) KP 0,05 mm ( b ) KP 0,1 mm ( c ) KP 0,15 mm ( d ) KP 0,2 mm
Gambar 4.3 Hasil pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda
kerja dengan parameter putaran mesin 570 rpm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Gambar 4.3(a) menunjukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 570 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0,05 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,322
µm dan Rmax = 8,53 µm. Gambar 4.3(b) menunjukan hasil pengukuran surface
roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
570 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,1 mm yang menghasilkan
pengukuran Ra = 1,209 µm dan Rmax = 9,86 µm. Gambar 4.3(c) menujukan hasil
pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan
parameter putaran mesin 570 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,15
mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,068 µm dan Rmax = 8,95 µm.
Gambar 4.3(d) menujukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 570 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0,2 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 0,7930
µm dan Rmax = 5,65 µm.
.
( a ) KP 0,05 mm ( b ) KP 0,1 mm ( c ) KP 0,15 mm ( d ) KP 0,2 mm
Gambar 4.4 Hasil pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda
kerja dengan parameter putaran mesin 770 rpm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Gambar 4.4(a) menunjukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 770 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0,05 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,741
µm dan Rmax = 9,73 µm. Gambar 4.4(b) menujukan hasil pengukuran surface
roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin
770 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,1 mm yang menghasilkan
pengukuran Ra = 2,533 µm dan Rmax = 15,6 µm. Gambar 4.4(c) menujukan hasil
pengukuran surface roughness tester untuk pengerjaan benda kerja dengan
parameter putaran mesin 770 rpm dan parameter kedalaman penekanan (KP) 0,15
mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,316 µm dan Rmax = 8,95 µm.
Gambar 4.4(d) menujukan hasil pengukuran surface roughness tester untuk
pengerjaan benda kerja dengan parameter putaran mesin 770 rpm dan parameter
kedalaman penekanan (KP) 0,2 mm yang menghasilkan pengukuran Ra = 1,083
µm dan Rmax = 5,61 µm.
4.2 Analisa Kekasaran Permukaan
Dari pengukuran 3 benda kerja untuk masing masing parameter pengujian,
didapatkan rata rata kekasaran permukaan seperti ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil kekasaran permukaan ( µm )
Putaran
mesin
(rpm)
Kedalaman penekanan (mm)
0,05 0,1 0,15 0,2
130 1,80 1,57 1,46 1,07
320 1,80 1,56 1,31 1,04
570 1,33 1,24 1,08 0,80
770 2,02 1,87 1,59 1,08
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Tabel 4.1 menampilkan hubungan parameter kedalaman penekanan terhadap
kekasaran permukaan pada berbagai parameter putaran mesin. ditunjukan pada
Gambar 4.5, sedangkan Gambar 4.6 menunjukan hubungan parameter putaran
mesin terhadap kekasaran permukaan pada berbagai parameter kedalaman
penekanan.
Gambar 4.5 Pengaruh parameter kedalaman penekanan terhadap kekasaran
permukaan pada berbagai parameter putaran mesin.
Gambar 4.5 memperlihatkan pada semua parameter putaran mesin semakin
besar parameter kedalaman penekanan akan menghasilkan kekasaran permukaan
yang semakin halus. Semakin besar kedalaman penekanan maka semakin besar
gaya yang terjadi. Pada hasil pembubutan, terjadi puncak dan lembah karena
proses permesinan. Roll burnishing akan menekan bagian bagian puncak dari
profil tersebut sehingga masuk kedalam. dengan penekanan yang semakin besar
maka bagian puncak yang tertekan juga akan semakin besar dan dalam sehingga
akan menghasilkan permukaan yang semakin halus.
Kedalaman penekanan (mm)
Putaran mesin
(rpm) :
Kek
asar
an p
erm
ukaa
n (
µm
)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Gambar 4.6 Pengaruh parameter putaran mesin terhadap kekasaran permukaan
pada berbagai parameter kedalaman penekanan.
Gambar 4.6 memperlihatkan pada kedalaman penekanan yang sama kualitas
permukaan hasil burnishing ditunjukan dengan menurunnya kekasaran permukaan
benda kerja. Pada semua parameter kedalaman penekanan yang sama kekasaran
permukaan benda kerja semakin menurun mulai dari putaran mesin 130 rpm
hingga pada putaran mesin 570 rpm, tetapi kekasaran permukaan ini meningkat
lagi pada parameter putaran mesin 770 rpm. Kekasaran permukaan terkasar
dihasilkan pada parameter putaran mesin 770 rpm. Dengan semakin tinggi putaran
mesin maka gaya yang ditimbulkan justru semakin kecil. Semakin tinggi putaran
mesin maka waktu kontak antara roll dengan benda kerja akan semakin pendek,
sehingga gaya yang timbul juga semakin kecil.
Dengan meningkatnya kecepatan, kekasaran permukaan semakin menurun
hingga pada putaran mesin 640 rpm, kemudian meningkat lagi seiring dengan
peningkatan kecepatan (Ibrahim, 2009). Benda kerja di bubut dengan parameter
permesinan yang sama, sehingga sangat kecil kemungkinannya terjadi chatter
pada proses pembubutan. Hasil proses burnishing pada putaran 130 rpm hasilnya
semakin halus hingga pada putaran 570 rpm, tetapi pada putaranyang lebih tinggi
yaitu 770 rpm hasilnya justru semakin kasar. Di putaran inilah terjadi chatter.
Parameter untuk hasil optimum adalah kedalaman penekanan 0,2 mm
dengan putaran mesin 570 rpm. Kekasaran permukaan yang hanya di bubut
Putaran mesin (rpm)
Kek
asar
an p
erm
ukaa
n (
µm
)
Kedalaman
penekanan :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
mencapai Ra= 3,7 µm, sedangkan hasil dari proses burnishing kekasaran
permukaan rata-ratanya adalah 1,41 µm. Maka penurunan kekasaran permukaan
adalah sebesar 161,6%.
4.3 Analisa Kekerasan Permukaan
Dari proses pengukuran kekerasan permukaan menggunakan Rockwell
hardness tester HR-150A, diperoleh grafik pegukuran seperti pada Tebel 4.2:
Table 4.2 Hasil pengukuran kekerasan (HRA).
Putaran
Mesin
(rpm)
Kedalaman penekanan (mm)
0,05 0,1 0,15 0,2
130 48,61 48,80 49,38 50,80
320 48,73 49,22 49,63 50,87
570 49,10 49,20 49,50 50,83
770 50,30 50,52 53,00 53,17
Gambar 4.7 Pengaruh parameter kedalaman penekanan terhadap pengukuran
kekerasan permukaan pada berbagai kecepatan putaran.
Kek
eras
an m
ater
ial
(HR
A)
Kedalaman penekanan (mm)
Putaran Mesin
(rpm):
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 4.7 memperlihatkan parameter kedalaman penekanan yang semakin
besar akan sedikit meningkatkan kekerasan permukaan. Pada parameter putaran
mesin 130 rpm, 320 rpm, dan 570 rpm, dihasilkan kekerasan permukaan yang
hampir sama pada tiap-tiap parameter kedalaman penekanan. Pada putaran mesin
770 rpm dihasilkan kekerasan permukaan yang sedikit lebih tinggi dibandingkan
parameter putaran mesin yang lain. Kekerasan permukaan tertinggi dihasilkan
pada parameter kedalaman penekanan 0,2 mm dan parameter putaran 770 rpm.
Peningkatan kedalaman penekanan, mengakibatkan peningkatan deformasi
plastis. Peningkatan deformasi plastis akan meningkatkan tegangan tekan sisa
(internal compressive residual stress). Peningkatan tegangan tekan sisa akan
meningkatkan kekerasan permukaan material (Thamizhmanii, 2007). Penelitian
ini menghasilkan peningkatan kekerasan permukaan rata-rata 50,1 HRA atau
peningkatan tersebut adalah 4,4%. Sedikitnya peningkatan kekerasan ini, sehingga
dapat dikatakan proses burnishing tidak terjadi peningkatan kekerasan permukaan.
Putaran mesin (rpm)
Gambar 4.8 Pengaruh parameter kecepatan putaran terhadap pengukuran
kekerasan permukaan pada berbagai kedalaman penekanan.
Gambar 4.8 memperlihatkan pengaruh parameter putaran mesin terhadap
pengukuran kekerasan permukaan pada berbagai kedalaman penekanan. Pada
putaran mesin yang sama dan kedalaman penekanan yang semakin besar
Kedalaman
penekanan:
Kek
eras
an p
erm
ukaa
n (
HR
A)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
menghasilkan kekerasan permukaan yang sedikit lebih tinggi. Makin tinggi
putaran mesin menghasilkan kekerasan permukaan yang sedikit lebih tinggi. Pada
parameter kedalaman penekanan 0,2 mm dengan putaran mesin 770 rpm,
menghasilkan kekerasan yang tertinggi.
Gambar 4.9 Foto profil struktur dengan perbesaran 100x
Gambar 4.9 memperlihatkan gambar foto pengamatan profil stuktur mikro
dengan perbesaran 100x. Pada Gambar 4.9(b) memperlihatkan perubahan struktur
mikro yang tidak banyak berubah dibandingkan Gambar 4.9(a). Terlihat sedikit
batas butir ferrit yang mulai hilang atau menyatu. Ukuran perlite (yang berwarna
hitam) menjadi sedikit lebih kecil ukurannya setelah proses burnishing. Hal ini
diakibatkan penekanan oleh roll burnishing yang merubah regangan antar butir.
Perubahan regangan ini tidak cukup untuk membuat struktur mikro baru, sehingga
tidak terjadi penurunnya luas butir yang besar, yang akan menyebabkan
peningkatan kekerasan material. Sedikitnya perubahan struktur mikro ini dapat
dikatakan bahwa tidak terjadi perubahan kekerasan permukaan.
4.4 Analisa kekasaran permukaan dan kekerasan permukaan
Dari hasil pengukuran kekasaran permukaan dan kekessran permukaan
hasilnya coba digabungkan dalam satu grafik seperti ditunjukan pada gambar 4.10
dan 4.11
(a) Tidak di burnishing (b). Di burnishing
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Gambar 4.10 Pengaruh putaran mesin terhadap kekasaran permukaan dan
kekerasan permukaan pada parameter kedalaman penekanan 0,2 mm
Gambar 4.10 menunjukkan pengaruh putaran mesin terhadap kekasaran
permukaan dan kekerasan permukaan pada parameter kedalaman penekanan 0,2
mm. Putaran mesin menghasilkan pengaruh yang berbeda terhadap kekesaran
permukaan dan kekasaran permukaan. Meningkatnya putaran mesin tidak
menghasilkan penurunan kekasaran permukaan yang menurun secara linear,
melainkan tercapai nilai optimum pada putaran mesin 570 rpm, sedangkan
peningkatan putaran mesin menghasilkan kekerasan permukaan yang sedikit
meningkat. Pada putaran mesin 770 menghasilkan kekasaran permukaan dan
kekerasan permukaan yang tertinggi. Putaran mesin mempunyai pengaruh yang
cukup besar terhadap kakasaran permukaan tetapi tidak untuk kekerasan
permukaan.
Gambar 4.11 Pengaruh kedalaman penekanan terhadap kekasaran permukaan dan
kekerasan permukaan pada parameter putaran mesin 770 rpm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Gambar 4.11 menunjukan hasil pengaruh kedalaman penekanan terhadap
kekasaran permukaan dan kekerasan permukaan pada parameter putaran mesin
770 rpm. Peningkatan kedalaman penekanan akan menghasilkan penurunan
kekasaran permukaan. Begitu pula dengan kekerasan permukaan yang sedikit
meningkat seiring dengan meningkatnya kedalaman penekanan. Kedalaman
penekanan mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap kakasaran
permukaan tetapi tidak untuk kekerasan permukaan.
4.5 Pengukuran Kesejajaran Sumbu
Dari proses pengukuran kesejajaran sumbu diperoleh data seperti ditunjukan
pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Perbandingan kesejajaran antara sebelum proses burnishing dengan
sesudah proses burnishing (mm)
Titik Proses
burnish
Jarak titik dari tepi benda kerja (mm) Rata-rata
selisih
(mm) 1 10 20 30 40 50 60
I
sebelum -0,01 -0,03 -0,04 -0,08 -0,11 -0,15 -0,20
sesudah 0,01 -0,02 -0,04 -0,07 -0,11 -0,15 -0,20
selisih 0,02 0,01 0 0,01 0 0 0 0,00325
II
sebelum 0 -0,02 -0,05 -0,08 -0,11 -0,15 -0,20
sesudah -0,01 -0,04 -0,06 -0,09 -0,13 -0,16 -0,20
selisih -0,01 -0,02 -0,01 -0,01 -0,02 -0,01 0 -0,008833
III
sebelum -0,05 -0,08 -0,08 -0,11 -0,14 -0,16 -0,21
sesudah -0,05 -0,06 -0,08 -0,10 -0,13 -0,17 -0,22
selisih 0 0,02 0 0,01 0,01 -0,01 -0,01 0,003667
IV
sebelum -0,04 -0,06 -0,08 -0,10 -0,13 -0,16 -0,21
sesudah -0,05 -0,07 -0,08 -0,11 -0,14 -0,18 -0,21
selisih -0,01 -0,01 0 -0,01 -0,01 -0,02 0 -0,008
Tabel 4.3 menampilkan perbandingan kesejajaran sumbu sebelum proses
burnishing dengan sesudah proses burnishing. Proses burnishing menghasilkan
penyimpangan maksimal 0,008833 mm atau sangat kecil bila dibandingkan
dengan ketelitian mesin, sehingga dapat disimpulkan tidak terjadi
ketidaksejajaran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Dilakukan pula pengukuran secara silindris dengan menggunakan
mikrometer antara titik I-III dengan titik II-IV, diperoleh data selisih hasil
pengukuran adalah 0,005 mm, sedangkan perubahan diameter benda kerja diukur
pada titik 1 mm dan titik 60 mm, sebelum dengan sesudah proses burnishing
didapatkan selisih terbesar adalah 0,03 mm. Selisih tersebut sangat kecil, sehingga
dapat disimpulkan tidak terjadi ketidakbulatan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Putaran mesin optimun untuk kekasaran permukaan benda kerja tercapai
pada putaran mesin 570 rpm, tetapi putaran mesin tidak berpengaruh
terhadap kekerasan permukaan material mild steel.
2. Semakin dalam kedalaman penekanan akan menghasilkan kekasaran
permukaan yang semakin halus, tetapi kedalaman penekanan tidak
berpengaruh pada kekerasan permukaan.
3. Proses burnishing tidak berpengaruh pada kesejajaran sumbu benda
kerja.
5.2. Saran
Untuk lebih mengembangkan kajian mengenai proses burnishing, maka
variabel gaya penekan yang terjadi dapat dilibatkan dalam penelitian selanjutnya.
Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan alat dynamometer.