Feedback

Kinerja Pahat CBN Pada Pemesinan Laju Tinggi, Keras Dan Kering Bahan AISI 4140

Informasi dokumen
KINERJA PAHAT CBN PADA PEMESINAN LAJU TINGGI, KERAS DAN KERING BAHAN AISI 4140 TESIS OLEH   Bobby Umroh 087015002/TM FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara KINERJA PAHAT CBN PADA PEMESINAN LAJU TINGGI, KERAS DAN KERING BAHAN AISI 4140 TESIS Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Teknik Mesin Pada Program Magister Teknik Mesin Universitas SumaterUtara OLEH   Bobby Umroh 087015002/TM FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Penelitian pemesinan laju tinggi, keras dan kering dengan tujuan untuk mengkaji umur pahat (Tc) dan kondisi pemotongan optimum menggunakan Metode permukaan sambutan (Response Surface Methodology/RSM) telah dilakukan pada pahat CBN yang digunakan untuk membubut bahan AISI 4140 berkekerasan 55 HRC. Pengumpulan data pengujian pemesinan ini dilakukan menggunakan metode CCF (centered cubic on face) data sebanyak 10 kali percobaan dengan 3 variabel utama yaitu laju pemotongan(V), laju pemakanan (f) dan kedalaman potong (a) pada tiga tiga tingkat besaran. Dari seluruh percobaan yang dilakukan pada umumnya performa pahat CBN dibatasi oleh pertumbuhan aus tepi. Selain itu, aus kawah ada sedikit dijumpai pada beberapa kondisi pemotongan namun aus tepi masih mendominasi. Pertumbuhan Aus tepi yang terjadi dikelompokkan kepada 3 fasa yaitu fasa aus inisial, fasa aus gradual dan fasa aus mendadak. Dari data hasil eksperimen disusun Model umur pahat Taylor yang diekspansi dengan mengakomodir variable f dan a. Analisis lanjut menggunakan multi linier regression yang menghasilkan model umur yaitu Tc =10 9.34/ V 4.2 f 1.25 a 0.246. Hasil optimasi menunjukkan pula bahwa kondisi pemotongan optimum yang diperoleh pada pemesinan AISI 4140 menggunakan pahat CBN pada keadaan pemesinan laju tinggi, keras dan kering adalah pada laju pemotongan 200 m/min, laju pemakanan 0.16 mm/rev dan kedalaman potong 1.1 mm dengan volume pembuangan geram 161.02 cm3. Kata kunci : Aus tepi, Aus kawah, Umur pahat, Model Taylor, CCF, RSM Universitas Sumatera Utara ABSTRACT Research on high speed and hard machining under dry environment with objectives to studying tool life and optimum cutting condition by utilising Response Surface Methodology has been carried out by turning of AISI 4140 with hardness of 55 HRc using CBN cutting tool. The data collection for machining study was done by the CCF method in which three parameters were choosen as the independent parameter, i.e. cutting speed (v), feeding (f) and depth of cut (a), and the magnitudes were set in three levels.From the study, it was observed that flank wear played an important role for CBN cutting tool performance. In few case, crater wear was also observed but still flank wear was dominant. The flank wear progression in this study can be classified into 3 phases, they are initial phase, gradual phase and abrupt phase.Using the data resulted from experiment, Taylor model for tool life was expanded by taking into account other two parameters feeding and depth of cut. Further analysis using multi-linear regression method the model can be written as Tc= 10 9.34/ V 4.2 f 1.25 a 0.246. The result of optimation shows that the optimum cutting condition for machining AISI 4140 using CBN under high speed, hard and dry machining is at cutting speed of 200 m/min, feed of 0.16 mm/rev and depth of cut of 1.1 mm in which the rate of metal removal is 161.02 cm3/min. Keywords: flank wear, crater wear, tool life, Taylor model, CCF, RSM Universitas Sumatera Utara KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. karena berkat rahmat dan karunianya yang telah diberikan kepada penulis sehingga tesis ini dapat diselesaikan dengan judul ”KINERJA PAHAT CBN PADA PEMESINAN LAJU TINGGI, KERAS DAN KERING BAHAN AISI 4140”. Penulisan tesis ini di ajukan untuk melakukan penelitian dalam rangka menyelesaikan pendidikan Pascasarjana pada Program Studi Megister Teknik Mesin pada bidang Manufaktur, di Fakultas Teknik USU. Dalam suka dan duka ketika penyusunan tesis ini banyak bantuan, dorongan saran telah diberikan kepada penulis dan untuk ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada: Bapak Prof. Dr.Ir. Armansyah Ginting, M.Eng, selaku ketua komisi Pembimbing, Bapak Dr.Ir. Sutarman, MSc dan Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc. yang masingmasing sebagai anggota Komisi Pembimbing yang telah memberikan arahan dan petunjuk kepada penulis mulai dari pembuatan hingga menjadi tesis. Dr. Eng Indra, MT selaku Ketua Program Doktor dan Magister Teknik Mesin USU, yang telah memberikan masukan, saran dan dukungan. Seluruh Dosen dan staf administrasi Program Studi Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik USU yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan membantu terlaksananya proses penyelesaian tesis ini serta rekan & para sahabat mahasiswa Program Studi Megister Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. Universitas Sumatera Utara Secara khusus penulis menyampaikan terima kasih kepada kedua orang tua Ayahanda (alm idrus), Ibunda (marwani Harahap) , adik-adikku (Ade Sofyana dan Ella Hardyanti) serta pendamping hidupku (Maya Sari, S.ST) yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Penulis menyadari masih banyak ketidaksempurnaan dalam penulisan tesis ini maka kritik dan saran demi perbaikan sangat diharapkan sehingga tesis ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan. Semoga Tuhan membalas semua kebaikan yang telah diberikan, amin. Medan, 30 mei 2011 Penulis Bobby Umroh Universitas Sumatera Utara RIWAYAT HIDUP 1. DATA PRIBADI Nama : Bobby Umroh TTL : Babussalam, 19-01-1986 Jenis Kelamin : Pria Agama : Islam Alamat Domisili :Jln. Jati II No.61 Medan Kode Pos Domisili : 20217 No Telpon :081361038389 Status perkawinan : Belum Menikah 2. PENDIDIKAN 1. Riwayat Pendidikan Umum No Pendidikan Nama Sekolah Program Studi TahunLulus 1 SD SDN 027 Siarang-arang - 1997 2 SLTP SMPN 4 Siarang-arang - 2000 3 SLTA SMK perjuangan 2 Mesin Otomotif 2003 4 S1 ITM Medan Teknik Mesin 2008 5 S2 USU Medan Teknik mesin 2011 Universitas Sumatera Utara 2. DETAIL PENGALAMAN ORGANISASI DAN PEKERJAAN No Nama Organisasi/instansi Jabatan/Bidang 1 Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin ITM Kepala Bidang 2 POST ARCA 52 ITM Ketua Umum Ikatan Keluarga besar 2 Mahasiswa Magister Teknik Mesin Sekretaris Umum 4 PT. Industri Karbonik Indonesia Supervisor Produksi 5 Universitas Dian Nusantara Dosen Auto CAD 6 Universitas Tjut Nyak Dhien Dosen Manufaktur 7 Universitas Tjut Nyak dhien Dekan Fakultas Teknik PT. Globar Makmur Perkasa 8 Group Ka. Divisi Engginering 9 PT. ARCA PRODUCTION KOMISARIS Tahun Akhir 2005 2007 2010 2008 2009 Sekarang Sekarang Sekarang Sekarang 3. DETAIL PENGALAMAN MENGIKUTI PELATIHAN/ SEMINAR NASIONAL No Kursus / Pelatihan 1 Pelatihan Pertolongan Pertama Pelatihan Aplikasi Visual 2 basic Untuk Manajemen logistic dan Pemeliharaan Pelatihan dan Workshop 3 Servopulser sebagai alat uji Fatik, Stataik Peran Serta Peserta Peserta Peserta Tahun 2006 2009 2009 Universitas Sumatera Utara Proses Bending Menggunakan 4 Bending Plate Machine Untuk Bagian Chasis Mobil In-house Training For 5 Biomass gasification and Numerical and Experimental Mechanics Seminar Nano Technology in Material, laner development 6 program for foreign student from asia Pelatihan Guest lecture Solid 7 Mechanics 8 Seminar Gassification characteristic of rubber wood Seminar Hybrid Method of 9 Dem and Fem For particle Impact Seminar Pengaruh Variasi Putaran Mesin terhadap Noise 10 pada Knalpot Komposit yang dilengkapi saluran dalam ganda pada mobil bensin Kijang 7 K Impact Response of solid polymer and EFB polymeric 11 foam trafficonnes with different lower base Structures The 5th Regional Seminar On 12 Materials, Structure Energy and (MAESTRUCT 2010) 13 Aplikasi Teknologi Informasi dalam Manjemen Pserta Panitia Peserta Panitia Panitia Panitia Peserta Peserta Panitia Panitia 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2010 2010 Universitas Sumatera Utara Pemeliharaan dan Mutu Pendidikan/Pelatuhan 14 Pekan Ilmiah XIX UISU 15 seminar nasional XIX UISU Peserta Pemakalah 2011 2011 1. KARYA ILMIAH No Judul Analisa Kekuatan Karbiner C 1 Akibat Pembebanan Statik Tarik Kinerja Pahat CBN Ketika 2 Membubut Kering AISI 4140 (60 HRC) Pada Keadaan Laju Tinggi Kegiatan Penelitian Penelitian Tahun 2010 2011 Universitas Sumatera Utara Nomor DAFTAR ISI Judul Halaman ABSTRAK . I ABSTRACT. ii KATA PENGANTAR . iii DAFTAR RIWAYAT HIDUP . v DAFTAR ISI . viii DAFTAR TABEL . xi DAFTAR GAMBAR . xii BAB 1 PENDAHULUAN . 1 1.1 Latar Belakang. . 1 1.2 Perumusan Masalah . 2 1.3 Tujuan Penelitian . 1.3.1 Tujuan Umum . 1.3.2 Tujuan Khusus . 3 3 3 1.4 Manfaat Penelitian . 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA . 5 2.1 Proses Pemotongan dengan Bubut . 5 2.2 Material Pahat . 9 2.3 Konsep Pemesinan Terkini . 12 2.3.1 Pemesinan Laju Tinggi . 12 2.3.2 Pemesinan Keras . 13 2.3.3 Pemesinan Kering . 15 2.4 Bahan Logam dan Bahan Rekayasa . 17 2.4.1 Bahan Logam Ferro . 17 2.4.2 Bahan Logam Non Ferro . 17 Universitas Sumatera Utara 2.4.3 Sifat dan Karakteristik Logam . 18 2.5 Pemilihan Bahan . 21 2.6 Pemesinan Optimum . 21 2.7 Response Surface Metodologi (RSM) . 23 BAB 3 METODE PENELITIAN . 26 3.1 Tempat dan Waktu . 26 3.2 Bahan . 26 3.2.1 Material Benda Uji . 26 3.2.2 Pahat Potong . 28 3.2.3 Pemegang Pahat . 29 3.3 Peralatan . 30 3.3.1 Portable Hardness Tester . 30 3.3.2 Mesin Bubut . 30 3.3.3 Mikroskop . 32 3.3.4 Scaning Electron Microscopy. 3 BAB 4 3.4 Rancangan Kegiatan . 33 3.4.1 Proses Pemesinan . 33 3.4.2 Kerangka Konsep Penelitian. 34 3.4.3 Pengumpulan Data. 35 3.4.5 Prosedur Pengambilan Data. 36 3.4.6 Analisa Data. 37 HASIL DAN PEMBAHASAN. 40 4.1 Hasil Pengujian. 40 4.2 Pertumbuhan Aus Pahat(Flank Wear) . 43 4.3 Menentukan Umur Pahat Dari Kondisi Pemotongan Dengan Keausan Minimal 0.125 Mm. 44 Universitas Sumatera Utara BAB 5 4.4 Menentukan Hubungan Kondisi Pemotongan (V, F Dan A) Dengan Umur Pahat Menggunakan Regresi Multi Linier. 47 4.5 Menentukan Kondisi Pemotongan Optimum Dengan Menggunakan Response Surface Metodology (RSM) . 50 KESIMPULAN DAN SARAN. 59 5.1 Kesimpulan. 59 5.2 Saran. 60 DAFTAR PUSTAKA. 61 LAMPIRAN. 63 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 3.1 Tabel Kegiatan Penelitian. 26 3.2 Komposisi Kimia Bahan AISI 4140. 27 3.3 Mechanical Properties AISI 4140. 27 3.4 Temperatur proses perlakuan Panas. 27 3.5 Mekanical Properties CBN. 29 3.6 Data Teknis Maximat 13. 31 3.7 Kondisi Pemotongan. 35 4.1 Data hasil pengujian. 40 4.2 Data eksperimen Umur Pahat. 46 4.3 Nilai Logaritma V, f, a, VBc, Tc. 48 4.4 Uji parameter Koofisien Regresi umur pahat. 49 4.5 Anava Umur Pahat. 49 4.6 Nilai Model Umur Pahat. 50 4.7 Data Perkiraan Metode RSM. 51 4.8 Uji parameter Koofisien Regresi umur pahat. 52 4.9 Anava Umur Pahat. 54 4.10 Kondisi Pemotogan Optimum. 57 4.11 Laju Pembuangan Geram. 58 Universitas Sumatera Utara Nomor DAFTAR GAMBAR Judul Halaman 2.1 Proses Bubut. 6 2.2 Penamaan (nomenclature) pahat kanan. 6 2.3 Proses Bubut. 8 2.4 Laju pemotongan pada Proses Laju Tinggi. 13 3.1 Bentuk dan Geometri benda Uji. 27 3.2 Pahat CBN. 28 3.3 Geometri Pahat CBN. 29 3.4 Pemegang Pahat (Tool Holder) . 29 3.5 Pemeriksaan data kekerasan benda Uji. 30 3.6 Mesin Bubut Maximat V13. 31 3.7 USB Digital Mikroskop . 32 3.8 Scaning Electron Microscopy . 32 3.9 Setup Mesin . 33 3.10 Kerangka Konsep Penelitian . 34 4.1 Kerusakan Pahat V : 225 mm/min Tc: 4.36 menit. 41 4.2 Kerusakan Pahat V : 267 mm/min Tc: 1.7 menit . 42 4.3 Kurva 3 Fasa Pertumbuhan Aus Tepi. 43 4.4 Grafik Laju Keausan CBN Laju pemotongan Vs Umur pahat (Tc) . 47 4.5 Interaksi Laju Pemotongan (f) Dan Laju Pemakanan Versus Umur Pahat (Tc) . 53 Universitas Sumatera Utara 4.6 Interaksi Laju Pemotongan (f) Dan bahwa umumnya cairan pemotongan bekas disimpan dalam kontainer dan kemudian ditimbun di tanah. Selain itu, masih banyak praktikan yang membuang cairan pemotongan bekas langsung ke alam bebas. Hal ini jelas akan merusak lingkungan dan undang – undang lingkungan hidup yang berlaku. Menurut Seco (2004), badan administrasi keamanan dan kesehatan telah merekomendasikan batas unsur-unsur berbahaya pada cairan pemotongan untuk pemesinan yaitu 0,5  5,0 mg/m3 dan Metalworking fluid Standard Advisory Committee (MWFSAC) merekomendasikan sebesar 0.5 mg/m3 (Canter, 2003). Oleh karena itu pemesinan laju tinggi perlu di perhatikan dengan Universitas Sumatera Utara menggunakan pemesinan kering, Pemesinan kering di akui mampu mengatasi masalah pada dampak yang telah di uraikan diatas. Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekas dalam jumlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang antara lain, gesekan antara permukaan benda kerja dan pahat potong, kecepatan keluar geram, serta temperatur potong yang tinggi dan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan. Secara umum industri pemesinan pemotongan logam melakukan pemesinan kering adalah untuk menghindari pengaruh buruk akibat cairan pemotongan yang dihasilkan oleh pemesinan basah. Argumen ini secara khusus didukung oleh penelitian yang telah dilakukan Mukun et. al. (1995) secara kuantitatif menyangkut pengaruh buruk pemesinan basah dengan anggapan pada pemesinan kering tidak akan dihasilkan pencemaran lingkungan kerja dan ini berarti tidak menghasilkan kabut partikel cairan pemotongan. Dari pertimbangan hal diatas pakar pemesinan mencoba mencari solusi dengan suatu metode pemotongan alternatif dan mereka merumuskan bahwa pemesinan kering (dry cutting) yang dari sudut pandang ekologi disebut dengan pemesinan hijau (green machining) merupakan jalan keluar dari masalah tersebut. Melalui pemesinan kering diharapkan disamping aman bagi lingkungan, juga bisa mereduksi ongkos produksi. Universitas Sumatera Utara 2.5 Pahat Potong Prinsip dasar pemesinan adalah kemampuan ketangguhan (toughness) pahat terhadap benda kerja termesin. Banyak perkembangan pada bahan pahat guna meningkatkan kemampumesinan dimana geometri dan bahan pahat merupakan hal yang perlu di pertimbangkan. Gambar 2.7 Tingkat kekerasan pahat terhadap ketangguhan pahat. Pada bidang proses pemotongan logam dikenal jenis pahat yang tersedia adalah Baja Karbon, HSS, Paduan Kobalt Cor, Karbida, Keramik, Cubic Boron Nitride (CBN) dan Intan. Agar dapat menetapkan jenis pahat yang tepat, maka perlu pertimbangan pemilihan berdasarkan pada sifat-sifat pahat yang berhubungan dengan kekerasan, ketahanan aus, kekuatan dan ketangguhan seperti yang tertera pada Gambar 2.7 dan 2.8. Universitas Sumatera Utara 100 95 300 500 700 C e ra m ics 90 C ar 85 70 b id a 65 40 35 ed 30 ls ea St ls tea 65 45 e Sp 70 50 gh Hi lS oo nT rbo 75 55 ys HRC t A llo Ca Kekerasa (HRA) 60 C as 80 25 20 60 55 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Temperatur ( oF) Gambar 2.8 Tingkat kekerasan dan ketahanan aus pahat terhadap temperatur Syarat bahan pahat yang harus dipenuhi mencakup: 1. kekerasan terutama pengerasan karena panas, dengan tujuan untuk menjaga suhu pemotongan dan mencegah perubahan bentuk plastik (plastic deformation). 2. ketangguhan/keuletannya harus dapat menahan beban kejut sewaktu pemesinan. 3. rendah sifat adhesi terhadap benda kerja untuk mencegah BUE. 4. rendah penyerapan (solubility) pahat terhadap unsur benda kerja untuk mencegah aus pahat (Schey, 2000). 5. tahan aus untuk mendapatkan umur pahat yang panjang. Universitas Sumatera Utara 6. kemampuan kesetimbangan secara kimia terhadap pengaruh benda kerja (Kalpakjian, 1995). Sesuai dengan topik yang dipilih maka pada penelitian ini jenis pahat di fokuskan pada CBN (Cubic Boron Nitride) untuk proses pemesinan keras dengan kecepatan potong yang tinggi. Jenis pahat potong CBN yang digunakan pada penelitian ini adalah dari perusahaan SANDVIK COROMANT yang di rekomendasikan untuk proses bubut. Tabel 2.2 adalah perbandingan sifat pahat pada kecepatan potong dan temperatur kekerasan yang berbeda. Tabel 2.2 Perbandingan sifat pahat Bahan pahat Kecepatan potong (m/menit) Temperatur kekerasan Kekerasan panas (oC) (HRA) Baja Karbon 10 300 60 HSS 25 – 65 650 83 – 86 Paduan Kobalt Cor 50 – 200 925 82 – 84 Karbida ÷ 650 1200 90 – 95 Keramik 330 – 650 > 2000 91 – 95 CBN 500 – 800 1300 4000 – 5000 HK Intan 300 – 1500 > 650 7000 – 8000 HK CBN termasuk jenis keramik yang diperkenalkan oleh GE (Borazon, USA, 1957). Dibuat dengan penekanan panas (HIP, 60 kbar, 1500oC) sehingga serbuk graphit putih nitride boron dengan struktur atom heksagonal berubah menjadi struktur kubik. Pahat sisipan CBN dapat dibuat dengan menyinter serbuk BN tanpa atau dengan material pengikut Al2O3 TiN atau Co. Hard hardness CBN ini sangat tinggi, CBN ini dapat digunakan untuk pemesinan berbagai jenis baja dalam keadaan dikeraskan Universitas Sumatera Utara (Hardeneed Steel), besi tuang, HSS maupun karbida semen. Afinitas terhadap baja sangat kecil dan tahan terhadap perubahan reaksi kimiawi sampai dengan temperatur pemotongan 1300oC (kecepatan potong yang tinggi). 2.5.1. Umur pahat Umur pahat sangat tergantung pada keausan yang dialaminya. Semakin besar keausan yang dialami pahat maka kondisi pahat akan semakin kritis. Jika pahat tersebut masih tetap digunakan maka pertumbuhan keausan akan semakin cepat dan pada suatu saat ujung pahat akan rusak sama sekali sehingga tidak layak lagi untuk digunakan, artinya pahat telah sampai pada tahapan umur maksimal penggunaannya. Keausan yang terjadi dapat menimbulkan peningkatan gaya pemotongan sehingga akan berdampak pada kerusakan pahat yang lebih fatal, kerusakan mesin perkakas, dan kerusakan pada benda kerja, oleh karena itu perlu ditetapkan batas harga keausan yang dianggap sebagai batas kritis dimana pahat tidak boleh digunakan lagi. 2.5.2. Suhu pemotongan dan aus pahat Hampir seluruh energi pemotongan diubah menjadi panas melalui proses gesekan, yaitu antara serpihan dengan pahat, dan antara pahat dengan benda kerja. Panas ini sebagian besar terbawa oleh serpihan, sebagian merambat melalui pahat dan sisanya mengalir melalui benda kerja seperti di tunjukkan pada Gambar 2.9. Universitas Sumatera Utara  (a.) Pahat tidak bersalut (b.) Pahat bersalut  Gambar 2. 9 Perbandingan panas yang diserap pahat Karena tekanan yang besar akibat gaya pemotongan serta suhu yang tinggi maka permukaan aktif pahat akan mengalami aus. Aus tersebut makin lama makin membesar yang selain memperlemah pahat juga akan memperbesar gaya pemotongan sehingga dapat menimbulkan kerusakan dan mempengaruhi kwalitas permukaan benda kerja termesin (Rochim, 1993). 2.6 Bahan Teknik Material (bahan) teknik dapat diklasifikasikan menjadi empat bagian, yaitu bahan logam, plastic, ceramics dan komposit. Masing-masing bahan ini mempunyai pembagian lagi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.10. Bahan logam ferro adalah suatu logam yang memiliki dasar paduan besi (ferrous), sedangkan unsur lain hanyalah sebagai unsur tambahan untuk mendapatkan sifat bahan sesuai dengan aplikasi dalam penggunaannya. Bahan logam non ferro adalah bahan yang memiliki unsur logam tetapi tidak ada unsur besi (ferrous). Universitas Sumatera Utara Gambar 2.10 Struktur pembagian material teknik 2.6.1. Sifat dan karakteristik logam Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia dan sifat pengerjaan. Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang diberikan pada logam tersebut. Pembebanan yang diberikan dapat berupa pembebanan statis (besar dan arahnya tetap), ataupun pembebanan dinamis (besar dan arahnya berubah). Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain: kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan bahan, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan. Kekuatan (strength) adalah kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa kerusakan. Beberapa material seperti baja struktur, besi tempa, alumunium, dan tembaga mempunyai Universitas Sumatera Utara kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama. Sementara itu, kekuatan gesernya kirakira dua pertiga kekuatan tariknya. Ukuran kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau gaya terbesar persatuan luas yang dapat ditahan bahan tanpa patah. Untuk mengetahui kekuatan suatu material dapat dilakukan dengan pengujian tarik, tekan, atau geser. Kekerasan (hardness) adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan pembebanan yang dapat berupa goresan atau penekanan. Kekerasan merupakan kemampuan suatu material untuk menahan takik atau 2381.81 4566.13 123 137.80 296.11 2381.81 4566.13 123 155.03 305.97 2381.81 4566.13 123 166.91 315.11 2381.81 4566.13 123 147.04 303.01 2381.81 4566.13 123 154.78 305.49 2381.81 4566.13 Fv (N) 11 136.98 136.98 136.98 136.98 136.98 136.98 136.98 136.98 136.98 F (N) 12 166.94 157.36 152.97 162.04 166.94 157.36 152.97 162.04 157.36 Ff (N) 13 95.42 77.45 68.07 86.55 95.42 77.45 68.07 86.55 77.45 h (mm) 1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 Fs (N) 14 77.27 79.29 80.58 78.20 77.27 79.29 80.58 78.20 79.29 b (mm) 2 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 Fsn (N) 15 148.0 135.9 130.0 141.9 148.0 135.9 130.0 141.9 135.9 h  3 1.80 1.60 1.50 1.70 1.80 1.60 1.50 1.70 1.60 4 27.57 30.26 31.79 28.86 27.57 30.26 31.79 28.86 30.26 F (N) 16 80.58 62.71 53.38 71.76 80.58 62.71 53.38 71.76 62.71 Fn (N) 17 146.21 144.33 143.35 145.28 146.21 144.33 143.35 145.28 144.33 Universitas Sumatera Utara 91 Tabel B.4 Komponen Gaya pada Kondisi IV (Vc = 250 m/min; a = 1 mm; f = 0,1 mm/rev) h  3 4 h (mm) 1 b (mm) 2 91.0 0.10 1.0 1.8 27.12 -6 91.0 0.10 1.0 1.8 27.12 0.18 -6 91.0 0.10 1.0 1.8 27.12 0.2 -6 91.0 0.10 1.0 2.0 24.87 Fv (N) F (N) Ff (N) Fs (N) Fsn (N) F (N) Fn (N) 11 12 13 14 15 16 17 Vc (m/min) f (mm/rev) a (mm) n (rpm) do (mm) di (mm) hc (mm) o 1 251 0.098 1 1230 66.0 64 0.18 -6 2 251 0.098 1 1230 66.0 64 0.18 3 251 0.098 1 1230 66.0 64 4 250 0.098 1 1500 54.0 52  Vf (m/min) Vchips (m/min) Vs (m/min) Ks1.1 (N/mm2) Ks (N/mm2) 5 6 7 8 9 10 29.75 120.5 136.73 298.26 2381.81 4584.62 449.29 553.63 323.49 252.40 492.8 274.76 480.65 29.75 120.5 136.73 298.26 2381.81 4584.62 449.29 553.63 323.49 252.40 492.8 274.76 480.65 29.75 120.5 136.73 298.26 2381.81 4584.62 449.29 553.63 323.49 252.40 492.8 274.76 480.65 34.26 147.0 122.36 289.38 2381.81 4584.62 449.29 588.79 380.54 247.60 534.2 331.50 486.61 no Kr Universitas Sumatera Utara 92 Tabel B.5 Komponen Gaya pada Kondisi V (Vc = 250 m/min; a = 0,3 mm; f = 0,15 mm/rev) h (mm) b (mm) h  1 2 3 4 91.0 0.15 0.3 1.27 35.95 -6 91.0 0.15 0.3 1.33 34.67 53.75 0.20 -6 91.0 0.15 0.3 1.33 34.67 53.8 -6 91.0 0.15 0.3 1.27 35.95 o Vc (m/min) f (mm/rev) a (mm) n (rpm) do (mm) di (mm) 1 256.59 0.15 0.3 1500 54.75 54.15 0.19 -6 2 256.59 0.15 0.3 1500 54.75 54.15 0.20 3 254.70 0.15 0.3 1500 54.35 4 254.94 0.15 0.3 1500 54.4 no  5 Vf Vchips Vs Ks1.1 Ks 2 (m/min) (m/min) (m/min) (N/mm ) (N/mm2) hc (mm) 0.19 Kr Fv (N) F (N) Ff (N) Fs (N) Fsn (N) F (N) Fn (N) 13 14 15 16 17 6 7 8 9 10 11 12 12.10 225 202.54 343.11 2381.81 4210.47 189.47 199.34 61.93 117.02 161.37 41.79 194.91 14.67 225 192.41 336.43 2381.81 4210.47 189.47 202.50 71.47 115.18 166.55 51.27 195.90 14.67 225 191.00 333.95 2381.81 4210.47 189.47 202.50 71.47 115.18 166.55 51.27 195.90 12.10 225 201.24 340.91 2381.81 4210.47 189.47 199.34 61.93 117.02 161.37 41.79 194.91 Universitas Sumatera Utara 93 LAMPIRAN C SUHU PEMOTONGAN PADA SETIAP KONDISI PEMOTONGAN Tabel C.1 Suhu Pemotongan pada kondisi I (Vc=225 m/min; a=1,1mm; f=1,1 mm/rev) no Vc f a (m/min) (mm/rev) (mm) Fv (N) F (N) Pm (watt) 1 Pf (watt) 2 Ps (watt) 3 4 s (oC) 5 f (K) 6 R m/f lo m (oC) max (oC) 8 7 1 227.30 0.125 1.1 600.44 368.42 2274.69 758.43 1516.25 48.95 410.45 330.62 1.30 2.19 452.07 889.52 2 225.82 0.125 1.1 600.44 428.07 2259.83 805.43 1454.40 48.63 368.64 353.42 1.20 2.22 511.15 906.79 3 219.17 0.125 1.1 600.44 457.26 2193.34 802.92 1390.42 47.20 298.97 362.99 1.15 2.22 533.58 859.56 4 215.71 0.125 1.1 600.44 457.26 2158.68 790.23 1368.45 46.45 297.91 362.99 1.15 2.22 531.57 856.48 5 217.36 0.125 1.1 600.44 306.69 2175.18 661.23 1513.95 46.81 450.72 301.43 1.43 2.15 375.76 853.48 6 223.16 0.125 1.1 600.44 306.69 2233.19 678.86 1554.32 48.05 457.40 301.43 1.43 2.16 378.02 862.42 7 221.20 0.125 1.1 600.44 398.48 2213.61 765.02 1448.60 47.63 383.22 342.69 1.25 2.20 480.25 890.47 8 222.75 0.125 1.1 600.44 368.42 2229.18 743.26 1485.92 47.97 405.85 330.62 1.30 2.19 449.95 882.79 9 223.08 0.125 1.1 600.44 368.42 2232.48 744.36 1488.12 48.04 406.18 330.62 1.30 2.19 450.10 883.28 10 217.12 0.125 1.1 600.44 398.48 2172.82 750.92 1421.90 46.75 379.32 342.69 1.25 2.19 478.19 884.51 11 223.13 0.125 1.1 600.44 398.48 2232.95 771.70 1461.25 48.05 385.06 342.69 1.25 2.20 481.23 893.29 Universitas Sumatera Utara 94 Tabel C.2 Suhu Pemotongan pada kondisi II(Vc = 225 m/min; a = 0,7 mm; f = 0,16 mm/rev) no Vc f a (m/min) (mm/rev) (mm) Fv (N) F (N) Pm (watt) 1 Pf (watt) 2 Ps (watt) 3 R 4 s (oC) 5 f (K) 6 7 max (oC) 8 m/f lo m (oC) 1 230 0.16 0.7 465.52 181.41 1785.37 463.75 1321.62 63.75 585.75 243.91 0.83 2.33 294.35 907.10 2 230 0.16 0.7 465.52 161.04 1785.37 429.58 1355.78 63.75 623.83 225.95 0.91 2.31 249.02 899.84 3 226 0.16 0.7 465.52 140.19 1755.39 384.38 1371.00 62.68 659.76 205.63 0.99 2.29 198.42 885.18 4 226 0.16 0.7 465.52 201.33 1755.39 485.81 1269.58 62.68 546.00 259.88 0.77 2.34 334.83 907.83 5 222 0.16 0.7 465.52 140.19 1720.16 376.67 1343.49 61.42 651.14 205.63 0.99 2.29 197.77 875.90 6 222 0.16 0.7 465.52 161.04 1720.16 413.89 1306.27 61.42 608.94 225.95 0.91 2.30 247.56 883.49 7 217 0.16 0.7 465.52 140.19 1685.68 369.12 1316.56 60.19 642.70 205.63 0.99 2.29 197.12 866.82 8 217 0.16 0.7 465.52 140.19 1685.68 369.12 1316.56 60.19 642.70 205.63 0.99 2.29 197.12 866.82 9 232 0.16 0.7 465.52 201.33 1798.86 497.84 1301.02 64.23 554.74 259.88 0.77 2.34 336.15 917.90 10 232 0.16 0.7 465.52 140.19 1797.36 393.57 1403.79 64.18 670.04 205.63 0.99 2.30 199.20 896.24 11 228 0.16 0.7 465.52 140.19 1768.13 387.17 1380.96 63.13 662.88 205.63 0.99 2.29 198.66 888.54 12 228 0.16 0.7 465.52 161.04 1768.13 425.44 1342.69 63.13 619.89 225.95 0.91 2.31 248.63 895.52 13 225 0.16 0.7 465.52 201.33 1749.39 484.15 1265.25 62.46 544.79 259.88 0.77 2.34 334.65 906.44 Universitas Sumatera Utara 95 Tabel C.3 Suhu Pemotongan pada kondisi III (Vc = 250 m/min; a = 0,3 mm; f = 0,1 mm/rev) no Vc f a (m/min) (mm/rev) (mm) Fv (N) F (N) Pm (watt) Pf (watt) Ps (watt) R s (oC) f (K) 1 2 3 4 5 6 7 8 lo m/f m (oC) max (oC) 1 250 0.1 0.3 136.98 80.58 570.79 186.51 384.28 43.07 424.10 338.79 0.93 1.76884 326.28 777.38 2 249 0.1 0.3 136.98 62.71 568.15 162.52 405.62 42.87 492.20 296.60 1.17 1.70452 232.57 751.77 3 250 0.1 0.3 136.98 53.38 571.14 148.35 422.79 43.10 538.55 269.32 1.33 1.67694 178.63 744.18 4 250 0.1 0.3 136.98 71.76 570.79 175.86 394.93 43.07 455.85 319.45 1.04 1.73631 281.67 764.52 5 248 0.1 0.3 136.98 80.58 566.38 185.07 381.31 42.74 422.41 338.79 0.93 1.76652 325.49 774.90 6 248 0.1 0.3 136.98 62.71 566.38 162.02 404.36 42.74 491.40 296.60 1.17 1.70379 232.35 750.75 7 250 0.1 0.3 136.98 53.38 571.67 148.49 423.18 43.14 538.81 269.32 1.33 1.67713 178.68 744.49 8 250 0.1 0.3 136.98 71.76 570.79 175.86 394.93 43.07 455.85 319.45 1.04 1.73631 281.67 764.52 9 248 0.1 0.3 136.98 62.71 565.50 161.77 403.73 42.67 491.00 296.60 1.17 1.70342 232.24 750.24 Universitas Sumatera Utara 96 Tabel C.4 Suhu Pemotongan pada kondisi IV (Vc = 250 m/min; a = 1 mm; f = 0,1 mm/rev) no Vc f a (m/min) (mm/rev) (mm) Fv (N) F (N) Pm (watt) Pf (watt) Ps (watt) R s (oC) f (K) 1 2 3 4 5 6 m/f lo m (oC) 7 max (oC) 8 1 251 0.1 1 449.29 274.76 1880.82 626.11 1254.71 42.40 359.75 346.56 1.67 1.96 406.58 793.33 2 251 0.1 1 449.29 274.76 1880.82 626.11 1254.71 42.40 359.75 346.56 1.67 1.98 376.89 784.99 3 251 0.1 1 449.29 274.76 1880.82 626.11 1254.71 42.40 359.75 346.56 1.67 1.96 406.58 793.33 4 250 0.1 1 449.29 331.50 1870.23 676.04 1194.19 42.16 325.41 376.31 1.50 1.92 449.76 802.17 Tabel C.5 Suhu Pemotongan pada kondisi V (Vc = 250 m/min; a = 0,3 mm; f = 0,15 mm/rev) no Vc f a (m/min) (mm/rev) (mm) Fv (N) F (N) Pm (watt) Pf (watt) Ps (watt) R s ( C) f (K) 1 2 3 4 5 6 o m/f lo m (oC) max (oC) 7 8 1 256,6 0,15 0,3 189,47 41,79 810,27 141,06 669,21 66,30 796,70 166,45 1,25 1,72 13,40 837,09 2 256,6 0,15 0,3 189,47 51,27 810,27 164,43 645,84 66,30 652,18 194,02 1,12 1,73 62,08 741,25 3 254,7 0,15 0,3 189,47 51,27 804,32 163,22 641,10 65,82 594,38 194,02 1,12 1,73 61,98 683,37 4 254,9 0,15 0,3 189,47 41,79 805,06 140,16 664,90 65,88 597,60 166,45 1,25 1,72 13,33 637,93 Universitas Sumatera Utara
Kinerja Pahat CBN Pada Pemesinan Laju Tinggi, Keras Dan Kering Bahan AISI 4140
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Kinerja Pahat CBN Pada Pemesinan Laju Tinggi, Keras Dan Kering Bahan AISI 4140

Gratis