i

PENGARUH PUTARAN SPINDLE TERHADAP HASIL

PEMESINAN RETROFIT CNC BUBUT BV 20L DENGAN

VARIASI 600RPM, 700RPM, 800RPM

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata I

Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh :

HUSNI ARAFAT

D200 11 0064

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

1

PENGARUH KECEPATAN SPINDLE TERHADAP HASIL PEMESINAN

RETROFIT CNC BUBUT BV 20L DENGAN VARIASI 600RPM, 700RPM, 800RPM

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi putaran spindle pada pembuatan

paddock stand pin hasil pemesinan retrofit CNC bubut BV20L pada material aluminium,

terhadap kekasaran permukaan yang di hasilkan pada satuan (Ra) mana yang hasilnya baik,

dan pengaruh variasi putaran spindle terhadap waktu proses pemesinan. Penelitian ini

menggunakan bahan aluminium dan menggunakan mesin retrofit CNC bubut BV20L dengan

control mach3 proses pemesinan dilakukan dengan variasi putaran spindle, dan pengujian

kekasaran permukaan menggunakan alat uji kekasaran (Roughnes tester tipe TR200 dengan

standar ISO). Hasil penelitian menunjukkan variasi putaran spindle menghasilkan tingkat

kekasaran yang berbeda pada hasil pemesinan retrofit CNC bubut BV20L, tingkatkekasaran

permukaan dengan material aluminium akan menghasilkan tingkat kekasaran rata-rata N7.

Dari hasil pengujian dapat di ketahui nilai kekasaran rata-rata (Ra) terbaik dari putaran spindle,

di dapatkan pada spesimen B dengan menggunakan kecepatan putar spindle 700 rpm dengan

nilai kekasaran rata-rata 1,242 µm. Berdasarkan hasil pengukuran polusi suara (dB) saat proses

pemesinan retrofit CNC bubut BV20L kebisingan paling rendah didapat pada spesimen B

dengan putaran spindle 700 rpm dengan tingkat kebisingan 70 dB.

Kata Kunci : Aluminium, CNC bubut BV20L, Kekasaran.

Abstract

This study aims to determine the effect of rotation variations spindle on the manufacture of pin

stand paddock machine retrofit CNC BV 20L lathe on aluminum material, against surface

roughness produced in units (Ra) which results are good, and the effect of rotation variations

spindle on the machining process time. This study uses aluminum and uses a retrofit CNC

BV20L lathe with mach3 control machining process performed with spindle rotation

variations, and surface roughness testing using a roughness test equipment (TR200 type

Roughnes tester with ISO standard). The results showed that spindle rotation variations

produced different roughness levels on the machining of BV20L CNC retrofit lathe, the level

of surface roughness with aluminum material will produce an average N7 roughness level.

From the test results it can be seen that the best average roughness (Ra) of the spindle rotation,

obtained in specimen B by using a 700 rpm spindle rotational speed with an average roughness

value of 1.242 µm. Based on the results of the measurement of noise pollution (dB) when the

retrofit machining process, the lowest noise BV20L lathe was obtained in specimen B with a

700 rpm spindle with a noise level of 70 dB.

Keywords: Aluminum, CNC BV20L lathe, Roughness.

1. PENDAHULUAN

Sejalan dengan permintaan yang semakin meningkat di industry manufaktur pada

modifkasi otomotif saat ini,kecepatan produk yang tinggi (High speed manufacturing)

untuk menghasilkan produk yang berkualitas (High quality product) efisiensi yang

sedikit (lowcast production) menjadi hal pokok yang perlu diperhatikan untuk membuat

2

suatu produk yang berkualitas maka membutuhkan mesin pendukung yang handal salah

satu mesin pendukung tersebut adalah mesin CNC

Dalam proses pemesinan secara CNC (Computer Numerical Control), output yang

diharapkan adalah mampu melakukan proses pemesinan secara cepat dan skala yang

besar dan spesifikasi geometri yang diharapkan. Namun pada hasil proses pemesinan

sering terjadi kekasaran pada permukaan benda yang dikerjakan sangatlah berbeda.

Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan oleh kondisi

pemotongan dari proses pemesinan. Oleh karena itu, untuk memperoleh produk bermutu

berupa tingkat kepresisian yang tinggi serta kekasaran permukaan yang baik, perlu

didukung oleh proses pemesinan yang tepat.

Kalpakjian&schmid (2001) mengatakan bahwa karakteristik kekasaran permukaan

dipengaruhi oleh beberapa parameter kekasaran permukaan kedalaman pemakanan

(depth of cut), laju pemakanan (feed rate), kecepatanpotong (cutting speed), sudut

potong pahat, kecepatan makan (feeding), bahwa material benda kerjanya.

Kerja di putar pada spindle dan pahat dihantarkan kebenda kerja Karena

mempunyai kelebihan dari mesin manual atau konvensional alat yang di gunakan adalah

Mesin Retrofit Bubut BV20L. merupakan mesin perkakas yang digunakan untuk

pembentukan material dengan membuang sebagian material dalam bentuk geram

akibatnya ada gerak relative pahat terhadap benda kerja, dimana benda secara translasi.

Penulis beranggapan tentang kualitas produk yang dihasilkan, dengan kedalaman

pemakanan (depth of cut) yang berbeda dan Kecepatan pemakanan(Feeding), kecepatan

potong (cutting speed), laju pemakanan (feed rate), kecepatan putar spindle (ratio per

minute) yang sama dengan tipe pahat yang sama pada pengujian bahan alumunium nilai

tingkat kekasaran yang dihasilkan dari Mesin CNC bubut maka berbeda nilai kekasaran

yang di hasilkan.

1.1. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :

a. Untuk mengetahui nilai kekasaran yang di pengaruhi variasi kecepatan putar spindle

terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja, dan untuk mengetahui kekasaran

total hasil pemesinan Mesin CNC bubut BV 20L melalui uji kekasaran permukaan (

Surface roughness tester ).

3

b. Untuk mengetahui tingkat kebisingan dari variasi kecepatan spindle pada saat proses

pembubutan dengan Mesin Retrofit CNC bubut BV20L melalui uji kebisingan

(Digital Sound Meter).

1.2. Manfaat penelitian

Manfaat daripenelitian ini baik untuk penulis, masyarakat luas dan dunia pendidikan

antara lain yaitu :

a. Ikut berkonstribusi dalam bidang ilmu pengetahuan tentang manufaktur dengan

mempelajari cara kerja mesin CNC bubut dengan control software Mach3.

b. Adapun dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi teman-

teman mahasiswa dan masyarakat padaumumnya dalam pembuatan komponen

mesin CNC bubut dan pengujian kekasaran dengan menggunakan spesimen

aluminium.

c. Supaya dapat memberikan solusi kepada para pengusaha mikrokecil, menengah

(UMKM), yang sampai saat ini masih menemui kendala dalam proses produksinya.

Dengan menggunakan mesin CNC bubut dapat meningkatkan produksinya dan

kualitasnya sehingga dapat memenuhi permintaan pasar.

4

2. METODE

800 rpm 600 rpm 700 rpm

Pengambilan data

Analisa dan pembahasan

Selesai

Pengujian

Studi Lapangan Dan Tinjauan Pustaka

Persiapan Alat dan Bahan

Desain spesimen

Proses pengerjaan dengan mesin bubut CNC

Mulai

Uji kekasaran 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm

Uji kebisingan 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm

5

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Pemesinan

Tabel 1. Proses pemesinan RETROFIT CNC BUBUT BV20L

Kecepatan

Spindel

(Rpm)

Finish

Depth of

cut

Finish Feed

Rate

Roughing

Feed Rate

600 0,3 10 40

Gambar 1. Hasil pemesinan 600 rpm

Tabel 2. Proses pemesinan RETROFIT CNC BUBUT BV20L

Kecepatan

Spindel

(Rpm)

Finish

Depth of

cut

Finish

Feed Rate

Roughing

Feed Rate

700 0,3 10 40

6

Gambar 2. Hasil pemesinan 700 rpm

Tabel 3. Proses pemesinan RETROFIT CNC BUBUT BV 20L

Kecepatan

Spindel

(Rpm)

Finish

Depth of

cut

Finish

Feed Rate

Roughing

Feed Rate

800

0,3 10 40

Gambar 3. Hasil pemesinan 800 rpm

7

Tabel 4. Polusi Suara pada saat Proses Pemesinan

Spesimen Roughing

Feedrate

Finish

Feedrat

e

Roughing

Cut

Depth

Finis

h Cut

Dept

h

Kecepata

n Spindel

(Rpm)

PolusiSuara

(dB)

A1

40 10 0,3 0,3

600 72

A2 600 74

A3 600 73

Rata-rata 73

B1

40 10 0,3 0,3

700 71

B2 700 71

B3 700 72

Rata-rata 71

C1

40 10 0,3 0,3

800 73

C2 800 72

C3 800 74

Rata-rata 73

Berdasarkan hasil pengukuran polusi suara rata-rata pada proses pembuatan

menggunakan mesin CNCRETROFIT CNC BUBUT BV 20L menggunakan putaran

Spidle yang berbeda didapatkan hasil putaran Spindle 600 (73 dB), putaran spindle 700

(71 dB), dan putaran Spindle 800 (73 dB).

Gambar 4 menunjukkan bahwa polusi suara terendah didapatkan pada Kecepatan

Spindle (rpm) 700 dengan 70 dB.

8

Gambar 4. Grafik pengaruh kecepetan putar Spindle terhadap polusi suara saat proses

pemesinan

3.2 Pengujian Kekasaran

Gambar 5. Gambar Titik Pengukuran

05

101520253035404550556065707580

600 rpm 700 rpm 800 rpm

De

cib

el(d

B)

Kecepatan Spindle

71 7373

9

Spesimen Titik

Pengukuran

Finish

Cut

Depth

Kecepatan

Spindel

(Rpm)

(Ra) µm

A1

-A

0,3 600

1,297

0 1,468

A 1,343

Rata-rata 1,369

A2

-A

0,3 600

1,320

0 1,143

A 1,578

Rata-rata 1,347

A3

-A

0,3 600

1,409

0 1,374

A 1,685

Rata-rata 1,489

Rata-rata (Ra) 1,401

Pada proses pemakanan menggunakan putaran spindle 600 rpm menghasilkan

kekasaran pada spesimen A1 sebesar 1,369 µm, A2 sebesar 1,347 µm, dan A3

sebesar 1,489 µm. Sedangkan rata-rata kekasaran (Ra) didapatkan hasil sebesar

1,401 µm. Pengaruh proses pemakanan terhadap kekasaran permukaan

menggunakan putaran spindle 600 rpm dapat dilihat pada gambar 4.6.

3.3 Data hasil pengujian kekasaran

Tabel 5. Hasil pengukuran kekasaran pada kecepatan spindle 600 rpm

Gambar 6. Grafik kekasaran permukaan hasil pemesinan menggunakan Putaran Spindle 600

rpm, pada masing-masing spesimen.

Tabel 6. Hasil pengukuran kekasaran pada Putaran Spindle 700 rpm

Spesimen

Titik

Pengukuran

Finish

Cut

Depth

Kecepatan

Spindel

(Rpm)

(Ra) µm

B1

-A

0,3 700

1,176

0 1,250

A 1,169

Rata-rata 1,198

B2

-A

0,3 700

1,258

0 1,338

A 1,438

Rata-rata 1,344

B3

-A

0,3 700

0,926

0 1,321

A 1,305

Rata-rata 1,184

Rata-rata (Ra) 1,242

Pada proses pemakanan menggunakan Putaran Spindle 700 rpm menghasilkan

kekasaran rata-rata pada spesimen B1 sebesar 1,198 µm, B2 sebesar 1,344 µm,

1,3691,347

1,489

1,250

1,300

1,350

1,400

1,450

1,500

A1 A2 A3

Ra

(µm

)

Spesimen

10

11

dan B3 sebesar 1,184 µm. Sedangkan rata-rata kekasaran (Ra) didapatkan hasil

sebesar 1,242 µm. Pengaruh proses pemakanan terhadap kekasaran permukaan

menggunakan Kecepatan Spindle 700 rpm dapat dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 7. Grafik kekasaran permukaan hasil pemesinan menggunakan Putaran Spindle 700

rpm, pada masing-masing specimen

Tabel 7. Hasil pengukuran kekasaran pada putaran Spindle 800 rpm

Spesimen Titik

Pengukuran

Finish

Cut

Depth

Kecepatan

Spindel

(Rpm)

(Ra) µm

C1

-A

0,3 800

1,104

0 1,500

A 1,273

Rata-rata 1,292

C2

-A

0,3 800

1,363

0 1,644

A 1,669

Rata-rata 1,558

C3 -A

0,3 800 1,311

0 1,424

1,198

1,344

1,184

1,100

1,150

1,200

1,250

1,300

1,350

1,400

B1 B2 B3

Ra

(µm

)

Spesimen

12

A 1,130

Rata-rata 1,288

Rata-rata (Ra) 1,379

Pada proses pemakanan menggunakan kecepatan putar spindle 800 rpm

menghasilkan kekasaran pada spesimen C1 sebesar 1,292 µm, C2 sebesar 1,558

µm, dan C3 sebesar 1,288µm. Sedangkan rata-rata kekasaran (Ra) didapatkan

hasil sebesar 1,379 µm. Pengaruh proses pemakanan terhadap kekasaran

permukaan menggunakan kecepatan putar spindle 800 rpm dapat dilihat pada

gambar 4.8

Gambar 8. Grafik kekasaran permukaan hasil pemesinan menggunakan kecepatan putar

spindle 800 rpm , pada masing-masing spesimen

1,292

1,558

1,288

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

C1 C2 C3

Ra

(µm

)

Spesimen

13

3.4 Pengaruh Putaran Spindle Terhadap Hasil Pemesinan Retrofit Cnc Bubut Bv

20l Dengan Variasi 600rpm, 700rpm, 800rpm

Pengujian kekasaran ini bertujuan untuk mengetahui nilai kekasaran permukaan

spesimen alminium pada proses bubut. Prinsip kerja dari alat uji kekasaran ini adalah

sensor /peraba (stylus) alat ukur harus digerakkan mengikuti lintasanya yang berupa

garis lurus dengan jarak yang telah ditentukan terlebih dahulu. Panjang lintasan ini

disebut dengan panjang pengukuran (traversing length). Instrumen roughness meter

ini menggunakan empat standar yaitu ISO, DIN, ANSI, dan JIS. Sesaat setelah jarum

bergerak pada proses pengukuran dan sesaat sebelum jarum berhenti secara elektronik

alat ukur melakukan perhitungan berdasarkan data yang dideteksi oleh jarum

peraba.Bagian panjang pengukuran yang dibaca oleh sensor alat ukur kekasaran

permukaan disebut panjang spesimen.

Variasi kecepatan putar Spindle memiliki pengaruh terhadap tingkat kekasaran

permukaan. Ketika putaran Spindle (rpm) diperbesar maka akan mendapatkan tingkat

kekasaran yang berbeda.Ketika menggunakan variasi putaran Spindle 600 rpm dalam

proses pemesinaan CNC Bubut Retrovit BV 20L akan menghasilkan angka kekasaran

yang tinggi. Akan tetapi jika kita menggunakan variasi putaran Spindle 700 rpm

dalam proses pemesinan CNC Bubut Retrovit BV 20Lmaka akan menghasilkan angka

kekasaran yang rendah.

Berdasarkan pengujian kekasaran permukaan rata-rata pada benda kerja hasil

pemesinan Mesin CNC Bubut Retrovit BV 20 menggunakan putaran Spindle yang

berbeda melalui uji kekasaran permukaan (Surface roughness tester) didapatkan hasil

putaran Spindle 600 rpm sebesar 1,401 µm, putaran Spindle 700 rpm sebesar 1,242

µm, dan putaran Spindle 800 rpm sebesar 1,379 µm. Gambar 4.9 menunjukkan bahwa

nilai kekasaran permukaan terbaik didapatkan pada putaranSpindle700 rpm dengan

nilai kekasaran rata-rata sebesar 1,242 µm.

14

Gambar 9. Grafik pengaruh kecepatan putar Spindle (rpm) terhadap kekasaran rata-

rata permukaan menggunakan kecepatan putar Spindle 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm.

4. PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan analisa pengujian serta pembahasan data yang diperoleh, dapat

disimpulkan :

a. Dari hasil pengujian dapat diketahui nilai kekasaran rata-rata terendah dari variasi

kecepatan spindle, didapatkan pada B dengan menggunakan kecepatan putar Spindle

700rpm dengan nilai kekasaran rata-rata 1,242 µm, dan untuk kekasaran rata-rata

tertinggi pada penelitian ini, didapatkan nilai kekasaran 1,401µm menggunakan

kecepatan putar Spindle 600 rpm.

b. Dari hasil pengujian dapat diketahui nilai polusi suara terendah dari variasi kecepatan

spindle, didapatkan dengan menggunakan kecepatan putar Spindle 700 rpm dengan

nilai polusi suara 71 dB, dan untuk polusi suara tertinggi pada penelitian ini,

didapatkan nilai polusi suara 73 dB menggunakan kecepatan putar Spindle 600 rpm

dan 800 rpm.

4.2. Saran

Dari keseluruhan proses penelitian ini penulis mempunyai saran yang perlu diperhatikan,

diantaranya :

1,401

1,242

1,379

1,150

1,200

1,250

1,300

1,350

1,400

1,450

600 rpm 700 rpm 800 rpm

Ra

(µm

)

Putaran Spindle

15

a. Pada proses penelitian ini penggunaan material, sebaiknya di perhatikan

ukurannya sehingga dapat menghemat biaya.

b. Pada proses penelitian ini ketajaman pahat perlu diperhatikan karena sangat

berpengaruh terhadap kekasaran hasil proses pemesinan.

c. Sebelum melakukan proses penelitian sebaiknya mesin yang akan digunankan

dikalibrasi terlebih dahulu agar hasil yang dihasilkan mendekati sempurna.

DAFTAR PUSTAKA

Marsyahyo, Eko. 2003, “Mesin Perkakas Pemotongan Logam”. Malang: Toga Mas.

Rochim, Taufiq. 1993.“Teori & Teknologi Proses Pemesinan”. Jakarta: Higher Education

Development Support Project.

Setiawan, Muhammad Riski. 2016.”Optimasi Pembuatan Mobil Kayu Dengan Mesin Cnc

Router 3 axis Pada Industri Batik Kayu”. Surakarta: Fakultas TeknikUniversitas

Muhammadiyah Surakarta.

Sutrisna, K. Nugraha, P.N. Dantes, R. 2017.”Pengaruh Variasi Kedalam Potong Dan

Kecepatan Putar Mesin Bubut Terhadap Kekasaran Permukaan Benda Kerja Hasil

Pembubutan Rata Pada Bahan Baja ST 37”. Jurnal Jurusan Pendidikan Teknik

Mesin (JJPTM) Vol: 8 No.2.

Wijanarka, BS. 2012.”Pengembangan Modul Dan Pembelajaran Kompetensi Kejuruan

Teknik Pemesinan CNC SMK”. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta