Studi Pemotongan Optimum Pembubutan Keras dan Kering Baja Perkakas Aisi O1 Menggunakan Pahat Keramik (A12O3+TiC)

Abstract

The better performance of hard turning comparing to grinding operation for machining process of manufacturing product is the background of research reported in this thesis. The better performance is in term of material removal rate (MRR) and the possibility to carry out hard turning under dry environment. In this case, there are three benefit can be gained, they are: (a) High material removal rate (MRR) means high productivity. (b) Dry machining operation means reducing production cost and (c) Dry machining also mean saving the environment. This research is focused on producing the mathematical formulation for tool life (Tc) and volume of material removal (Qc) in which both formulations are derived based on the extended Taylor formula. From the correlation between Qc and Tc are produced mathematic formulation for material removal rate (MRR) as Qc/Tc. Furthermore, mathematical formulations are applied to determine the optimum cutting condition using Ginting and Nouari (2007) method and using response surface methodology (RSM). The results of optimum cutting condition from both mothods are compared and verified by the experimental work. The workpiece in this research is the AISI O1 steel which was hardened up to 60 HRC where the ceramic made of Al2O3 + TiC was used as the cutting tool. The experiment was done at lathe of CNC Emcoturn 242. The data collection was done by factorial 23 and the data was analyzed by multi linear regression method. The result of research shows that there is a good agreement between Ginting and Nouari (2007) method and RSM method in determining the optimum cutting condition, and the value is at cutting speed (V) of 95 m/min, feeding (f) of 0.09 m/rev, and depth of cut (a) of 0.25 mm. The result of experiment also shows a good verification to the result produced by both methods. Furthermore from the curve which correlating among three parameters V-Tc-MRR plotted based on Ginting and Nouari (2007) method shows that high speed machining can not be recommended on hard machining under dry environment. From all aspects resulted from this research, it can be concluded that dry machining can be carried out on hard turning of AISI O1 steel using ceramic cutting tool made of Al2O3 + TiC.

Kinerja yang lebih baik dari pemesinan keras berbanding operasi gerinda untuk maksud proses pemesinan suatu produk melatar belakangi penelitian yang dilakukan. Kinerja yang lebih baik tersebut adalah dalam artian laju pembuangan material (material removal rate / MRR) dan ternyata pemesinan keras dapat dilakukan pada operasi pemesinan kering. Ada tiga keuntungan yang diperoleh yaitu (a) Laju pembuangan material yang lebih tinggi meningkatkan produktifitas. (b) Operasi pemesinan kering berarti mereduksi ongkos produksi . (c) Operasi pemesinan kering juga berarti upaya mengurangi pencemaran lingkungan. Penelitian ini difokuskan untuk menghasilkan formula matematika umur pahat (Tc) dan volume pembuangan geram (Qc), kedua formula matematika ini dikembangkan dari formula Taylor. Korelasi antara Qc dan Tc dihasilkan formula matematik laju pembuangan geram yaitu Qc/Tc. Selanjutnya formula matematika yang dihasilkan digunakan untuk menentukan kondisi pemotongan optimum dengan mangacu kepada metode Ginting dan Nouari (2007) serta metode respon permukaan (response surface methodology / RSM). Kondisi pemotongan optimum dari kedua metode dibandingkan dan diverifikasi dengan eksperimental. Material benda kerja adalah baja perkakas AISI O1 yang dikeraskan sampai 60 HRC. Material pahat potong adalah keramik (Al2O3 + TiC). Percobaan dilakukan menggunakan mesin bubut CNC Emcoturn 242. Pengumpulan data dilakukan dengan metode faktorial 23 yang kemudian analisa data dilakukan dengan metode multi linear regression. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kesesuaian antara metode Ginting dan Nouari (2007) dengan metode respon permukaan adalah pada kondisi pemotongan optimum laju pemotongan (V) 95 m/min, pemakanan (f) 0,09 mm/rev, dan kedalaman potong (a) 0,25 mm. Hasil eksperimental juga menunjukkan verifikasi yang dihasilkan oleh kedua metode tersebut. Selanjutnya dari kurva 3 parameter V-Tc-MRR yang diplot berdasarkan metode Ginting dan Nouari (2007) menunjukkan bahwa pemesinan laju tinggi tidak dapat direkomendasikan pada pemesinan keras dan kering. Dari seluruh hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa pemesinan kering dapat dilaksanakan pada pembubutan keras baja AISI O1 menggunakan pahat keramik (AL2O3 + TiC)