TUGAS AKHIR
PENGARUH RADIUS INSERT (r𝜺) DAN
KEDALAMAN SAYAT (a) TERHADAP BESAR
PRUBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN
MATERIAL S45C PADA PROSES BUBUT CNC
Disusun oleh:
DEDY SETIA ANDRIANTO
1421404610
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2019
TUGAS AKHIR
PENGARUH RADIUS INSERT (r𝜺) DAN
KEDALAMAN SAYAT (a) TERHADAP BESAR
PRUBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN
MATERIAL S45C PADA PROSES BUBUT CNC
Disusun oleh:
DEDY SETIA ANDRIANTO
1421404610
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2019
i
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
NAMA : DEDY SETIA ANDRIANTO
NBI : 1421404610
PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN
FAKULTAS : TEKNIK
JUDUL : PENGARUH RADIUS INSERT (r𝜀) DAN
KEDALAMAN SAYAT (a) TERHADAP BESAR
PERUBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN
MATERIAL S45C HAIL PEMESINAN BUBUT CNC
Mengetahui / Menyetujui
Dosen Pembimbing
Dr.Ir.H.Muhyin,MSc
NPP. 20410910230
Dekan
Fakultas Teknik
Dr. Ir. Sajiyo, M.Kes.
Ketua Program Studi
Teknik Mesin
Ir. Ichlas Wahid, M.T.
NPP. 20420900207
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan Judul:
PENGARUH RADIUS INSERT (r𝜺) DAN KEDALAMAN SAYAT (a)
TERHADAP BESAR PERUBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN
MATERIAL S45C HASIL PEMESINAN BUBUT CNC
yang dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik Mesin pada
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya,
sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi dari Tugas Akhir yang sudah
dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di
lingkungan Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya maupun di perguruan tinggi atau
instansi manapun, kecuali bagian yang bersumber informasinya dicantumkan
sebagaimana mestinya.
Surabaya, februari 2019
Dedy Setia Andrianto
1421404610
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat
dan limpahan karuniaNya. Penulis dapat menyelesaikan Penelitian Tugas Akhir yang
berjudul “PENGARUH RADIUS INSERT (r𝜀) DAN KEDALAMAN SAYAT (a)
TERHADAP BESAR PERUBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN MATERIAL
S45C HASIL PEMESINAN BUBUT CNC”Tugas Akhir ini merupakan bagian dari
kurikulum pendidikan dikampus kami untuk memenuhi syarat Sidang Tugas Akhir
untuk Menyelesaikan jenjang sarjana S-1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
17 Agustus 1945 Surabaya. Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam pengerjaan
Penelitian Tugas Akhir ini, semoga Allah SWT membalas kebaikannya. Penulis
menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu, Penulis
mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun dalam penyusunan dan
penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan serta dukungan dari
berbagai pihak.Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah
membantu dalam penulisan proposal sehingga dapat terselesaikan dengan baik,
antara lain kepada ;
1. Bapak Dr. Ir. Muhyin, MSc selaku dosen pembimbing Program Studi
Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.
2. Bapak Ir. Ichlas Wahid, MT selaku Kepala Jurusan Program Studi Teknik
Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.
3. Bapak Dr,Ir.Sajiyo,M.Kes selaku dekan fakultas teknik Universitas 17
Agustus 1945 Surabaya.
4. Kedua orang tua saya yang senantiasa mendukung, dan mendoakan demi
kelancaran dan kesuksesan dalam melaksanakan tahap demi tahap proses
pelaksanaan penelitian tugas akhir
5. Semua dosen pengajar dan karyawan Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.
6. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, secara langsung
maupun tidak langsung yang telah memberikan dukungan moral kepada
Penulis.
Akhir kata semoga Penelitian Tugas Akhir ini dapa bermanfaat bagi Penulis dan
Pembaca khususnya bagi mahasiswa teknik mesin dan dunia industri pada umumnya.
Surabaya, februari 2019
Dedy setia andrianto
(1421404610)
iv
ABSTRAK
PENGARUH RADIUS INSERT (r𝜺) DAN KEDALAMAN SAYAT (a)
TERHADAP BESAR PERUBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN
MATERIAL S45C HASIL PEMESINAN BUBUT CNC
Karakteristik geometris yang ideal dari suatu komponen adalah
permukaan yang halus. Menurut ISO 1302–1987 yang dimaksud kekarasan
permukaan adalah penyimpangan rata-rata aritmatik dari garis rata-rata
profil. keksaran permukaan sangat penting dalam sebuah komponen mesin,
namun dalam setiap pembuatan komponen mesin tentu memiliki batasan atau
toleransi kekarasan tertentu,dalam sebuah perencanaan suatu material atau
komponen permesinan kekasaran permukaan sangat penting khususnya yang
terkait dengan gesekan, pelumasan, dan keausan. Tingkat kekasaran permukaan
dapat dipengaruhi oleh geometris pahat dan kondisi pemotongan.
Mengingat pentingnya nilai kekasaran, maka penulis ingin
mengetahui berapa besar pengaruh radius insert(r𝜀) dan kedalaman
sayat(a)terhadap besar nilai kekasaran permukaan material S45C yang
dihasilkan sesudah dilakukan pemesinan bubut cnc dengan cara melakukan
pengujian kekasaran dengan memberikan variasi pada radius insert 0.4mm,
0.8mm, 1.2mm, dan kedalaman sayat 0.3mm, 0.6mm, 0.9mm.
Berdasarkan hasil dari penelitian yang telah dilakukan pada proses
pembubutan material baja s45c panjang 150mm dengan diameter 19mm dengan
panjang sisi yang dikerjakan adalah 130mm didapatkan nilai kekasaran
terkecil, yaitu dengan nilai Rt 15,784 𝜇𝑚 dan Ra 1,928 𝜇𝑚 diperoleh dengan
variable radius insert 0,4mm dan kedalaman sayat 0,3mm. Diketahui bahwa
semakin kecil nilai kedalaman sayat dan radius insert maka tingkat kekasaran
perrmukaan material hasil pemesinan bubut cnc akan semakin kecil, yang
artinya permukaan akan semakin halus.
Kata kunci: CNC bubut, kekasaran permukaan, kedalaman sayat, radius
insert, baja s45c.
v
ABSTRACT
INSERT RADIUS (rε) AND DEPTH OF CUT (a) INFLUENCE TO THE
SURFACE ROUGHNESS LEVEL OF S45C STEEL FROM LATHE CNC
PROCESS
The ideal characteristic geoetrics from a component is smooth smooth surface.
According to ISO 1302-1987, Surface Roughness is average aritmathic deviation
from average profile line. Surface Roughness is very important to the machine
components. However, in every making of the machine component it certainly has
several limitation and tolerance, in the planning of a materials or a components of
machine Surface Roughness is very important espesially it has relation with friction,
lubrication, wear-and-tear. Surface Roughness Level can be infunced by Cutter
Geometric and cutting condition.
Since noticed of the important of the Rouhness Value, so that i want to know how
much the influence of Insert Radius (rε) and Depth of Cut (a) to the Surface
Roughness Level in S45C Steel Material Processed by Lathe CNC in a way to do a
Surface Roughness Test with given variation of Insert Radius (rε) 0.4mm, 0.8mm,
1.2mm and Depth of Cut (a) 0.3mm, 0.6mm, 0.9mm.
According to the results of the research that have been done to the turning process of
150mm S45C Steel with 19mm of Diameters and 130mm leght of processing it give
the smallest Roughness Value, Rt 15,784 μm and Ra 1.928 μm in Insert Radius 0,4mm
and Depth of Cuts 0.3mm. Known that the smaller Dept of Cuts and Insert Radius the
Smaller Rouhness Value, Which is mean the Smooter Surface become.
Keywords : Lathe CNC, Surface Roughness, Depth of Cuts, Insert Radius, S45C
Steel.
vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ........................................................................................................... .
Lembar Pengesahan ................................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ............................................................................. ii
Lembar Persembahan .............................................................................................. iii
Abstrak ..................................................................................................................... iv
Kata Pengantar ......................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................. vii
Daftar Gambar ......................................................................................................... ix
Daftar Table .............................................................................................................. x
Daftar Grafik ............................................................................................................ xi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar teori .......................................................................................................... 5
2.1.1 Prinsip dasar mesin CNC bubut ................................................................ 5
2.1.2 Bagian-bagian utama mesin CNC bubut ................................................... 6
2.2 Parameter mesin CNC bubut............................................................................... 8
2.2.1 Kecepatan potong(cutting speed) ............................................................ 9
2.2.2 Kecepatan makan ................................................................................... 10
2.2.3 Putaran benda kerja ................................................................................ 10
2.2.4 Kedalaman peakanan.............................................................................. 11
2.2.5 Radius pojok ........................................................................................... 11
2.2.6 Gaya geser .............................................................................................. 13
2.3 Material benda kerja ......................................................................................... 14
2.3.1 Spesifikasi material S45C ...................................................................... 14
2.3.2 Aplikasi material S45C .......................................................................... 15
2.4 Sisipan pahat(insert) .......................................................................................... 15
2.5 pemegang pahat (tool holder) .......................................................................... 18
2.6 Pengukuran kekasaran permukaan .................................................................... 20
2.6.1 Parameter-parameter permukaan ........................................................... 20
2.6.2 alat ukur kekasran permukaan (mitutoyo surface tester SJ-201) ........... 24
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Diagram alur penelitian ..................................................................................... 28
3.2 Uraian diagram alur penelitian .......................................................................... 29
3.2.1 Mulai ...................................................................................................... 29
viii
3.2.2 Studi literatur .......................................................................................... 29
3.2.3 Persiapan alat dan bahan ........................................................................ 29
3.2.4 Identifikasi Masalah .............................................................................. 30
3.2.5 Eksperimen/pengujian specimen ............................................................ 30
3.2.6 Pengukuran kekasaran ............................................................................ 35
3.2.7 Pengumpulan data dan analisa ............................................................... 38
3.2.8 Kesimpulan ............................................................................................ 38
BAB 4 ANALISIS DA PEMBAHASAN
4.1 Spesifikasi data pemesinan .............................................................................. 39
4.2 Gaya geser (Fs) ................................................................................................. 40
4.3 Teoritis perhitungan kekasaran total(Rt) .......................................................... 42
4.4 Data hasil pengujian kekasaran permukaan ...................................................... 44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 49
5.2 Saran ................................................................................................................. 49
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 50
LAMPIRAN .......................................................................................................... 51
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : persumbuan mesin bubut cnc ...................................................... 6
Gambar 2.2 : panel control mesin bubut cnc ..................................................... 8
Gambar 2.3 : radius pojok pada insert ............................................................ 12
Gambar 2.4 : proses bubut .............................................................................. 13
Gambar 2.5 : sistem kode pahat insert ........................................................... 17
Gambar 2.6 : tipe insert yang digunakan ........................................................ 18
Gambar 2.7 : kodifikasi pemegang sisipan pahat bubut ................................. 19
Gambar 2.8 : tool holder yang digunakan ...................................................... 20
Gambar 2.9 : profil suatu permukaan ............................................................. 21
Gambar 2.10 : kedalaman total ...................................................................... 22
Gambar 2.11 : menentukan kekasaran rata-rata ............................................. 23
Gambar 3.1 : insert yang digunakan ............................................................... 31
Gambar 3.2 : tool holder yang digunakan ...................................................... 31
Gambar 3.3 : proses facing ............................................................................. 32
Gambar 3.4 : proses center drill ..................................................................... 32
Gambar 3.5 : proses setting benda kerja ........................................................ 33
Gambar 3.6 : material setelah proses pemesinan ........................................... 35
Gambar 3.7 : surface roughness tester ........................................................... 35
Gambar 3.8 : specimen calibration ................................................................. 36
Gambar 3.9 : high guage ................................................................................ 37
Gambar 3.10 : v block .................................................................................... 37
Gambar 3.11 : posisi pengukuran ................................................................... 38
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : persumbuan mesin bubut cnc ...................................................... 6
Gambar 2.2 : panel control mesin bubut cnc ..................................................... 8
Gambar 2.3 : radius pojok pada insert ............................................................ 12
Gambar 2.4 : proses bubut .............................................................................. 13
Gambar 2.5 : sistem kode pahat insert ........................................................... 17
Gambar 2.6 : tipe insert yang digunakan ........................................................ 18
Gambar 2.7 : kodifikasi pemegang sisipan pahat bubut ................................. 19
Gambar 2.8 : tool holder yang digunakan ...................................................... 20
Gambar 2.9 : profil suatu permukaan ............................................................. 21
Gambar 2.10 : kedalaman total ...................................................................... 22
Gambar 2.11 : menentukan kekasaran rata-rata ............................................. 23
Gambar 3.1 : insert yang digunakan ............................................................... 31
Gambar 3.2 : tool holder yang digunakan ...................................................... 31
Gambar 3.3 : proses facing ............................................................................. 32
Gambar 3.4 : proses center drill ..................................................................... 32
Gambar 3.5 : proses setting benda kerja ........................................................ 33
Gambar 3.6 : material setelah proses pemesinan ........................................... 35
Gambar 3.7 : surface roughness tester ........................................................... 35
Gambar 3.8 : specimen calibration ................................................................. 36
Gambar 3.9 : high guage ................................................................................ 37
Gambar 3.10 : v block .................................................................................... 37
Gambar 3.11 : posisi pengukuran ................................................................... 38