SKRIPSI Jurusan Teknik Mesin - Fakultas Teknik UM, 2019

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Analisa Pengaruh Kecepatan Putaran Spindel dan Tekanan Minyak Sawit Pada Mist Cooling Proses Frais (Milling) Baja St60 Terhadap Keausan Pahat High Speed Steel

Cahya Kevin Valiant

Abstrak


 

RINGKASAN

Cahya, Kevin. 2019. Analisa Pengaruh Kecepatan Putaran Spindel dan Tekanan Minyak Sawit Pada Mist Cooling Proses Frais (Milling) Baja St60 Terhadap  Keausan Pahat High Speed Steel. Skripsi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas  Teknik, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr. Aminnudin, S.T., M.T., (II) Yanuar Rohmat Aji Pradana, S.T., M.Sc.

Kata Kunci: frais, putaran spindel, tekanan mist cooling, minyak sawit, keausan pahat.

Sektor manufaktur menjadi kontributor terbesar bagi Produk Domestik Bruto (PDB) Nasional, tercatat di angka 19,83 % pada triwulan II-2018. Sektor manufaktur yang berperan penting yaitu proses permesinan frais (milling). Salah satu hal yang tidak bisa dilepaskan dari setiap proses pemesinan adalah timbulnya keausan pahat setelah dilakukan proses pemotongan. Keausan sendiri timbul karena adanya gesekan antara geram dengan pahat dan antara pahat dengan benda kerja. Parameter proses permesinan frais memiliki peran penting dalam terhadap keausan pahat, sehingga diperlukan pengaturan parameter pemotongan dan penambahan cairan pendingin. Mist cooling merupakan salah satu teknik pendinginan pada proses permesinan konvensional. Teknik mist cooling dengan cairan minyak sawit (palm oil) merupakan proses pendinginan yang ramah lingkungan karena tidak berbahaya bagi operator mesin. Oleh karena itu, metode mist cooling diterapkan dengan variasi putaran spindel dan tekanan pendingin pada proses frais baja St60 kemudian dianalisa pengaruhnya terhadap pahat high speed steel.

Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dengan variabel bebas yang digunakan yaitu putaran spindel sebesar 360, 490, dan 720 rpm serta tekanan mist cooling sebesar 0,5; 1,5; dan 2,5 bar. Besarnya tingkat keausan pahat diukur menggunakan mikroskop optik dengan perbandingan sisi pahat (flank side) sebelum dan sesudah proses permesinan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kenaikan putaran spindel berakibat pada peningkatan keausan pahat, hal ini terjadi karena peningkatan gesekan yang terjadi antara benda kerja terhadap sisi tepi pahat (flank side) pada putaran spindel yang lebih tinggi. Di samping itu, terjadi penurunan keausan pahat menggunakan tekanan mist cooling yang lebih tinggi hingga 0,187 mm pada tekanan 1,5 bar. Namun, tingkat keausan pahat mengalami peningkatan pada tekanan 2,5 bar sebesar 0,230 mm sehingga menunjukkan bahwa tekanan yang paling optimum untuk digunakan sebagai pendinginan yaitu 1,5 bar. Kondisi ini terjadi dikarenakan kurangnya jumlah minyak yang masuk ke dalam daerah pemotongan selama proses frais pada tekanan yang lebih tinggi, dan proses pelumasan didominasi oleh tekanan udara.

 

SUMMARY

Cahya, Kevin. 2019. Analysis of Spindle Speed and Palm Oil Pressure Variations on Milling Process of St60 Using Mist Cooling Toward High Speed Steel Tool Wear. Undergraduate Thesis, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, State University of Malang. Advisors: (I) Dr. Aminnudin, S.T., M.T., (II) Yanuar Rohmat Aji Pradana, S.T., M.Sc.

Keywords: milling, spindle rotation, mist cooling pressure, palm oil, tool wear.

Manufacturing sector became the biggest contributor to the National Gross Domestic Product (GDP), recorded at 19.83% in quarter II-2018. One of the most important processes used is the milling process. However, the appearance of tool wear after the cutting process is always considered as the process limitation. The wear itself arises because of the friction between the tool and the chip or workpiece. The milling machine process parameter plays an important role in tool wear, so it is necessary to adjust the cutting parameters and apply of coolant addition. Mist cooling is introduced as one of the cooling techniques in conventional machining processes. The technique of mist cooling using palm oil is considered as an eco-friendly cooling process because it is not dangerous for machine operators. Therefore, the respective cooling method was applied under the different spindle speed and coolant pressure condition for St60 milling and the tool wear was then studied.

This research was conducted experimentally with the variation on the spindle rotation of 360, 490, and 720 rpm and mist cooling pressure of 0.5, 1.5, and 2.5 bars. The tool wear measurement was subsequently conducted visually by using an optical microscope through comparison on flank side before and after milling process.

The results showed that the increase of spindle speed can enhance the tool wear due to the greater degree of friction occurred on flank side on higher spindle speed with 0.233 mm at 720 rpm. On the other hand, the tool wear was observed to be reduced using higher mist cooling pressure up to 0,187 mm at 1.5 bar. However, the tool wear remained higher when the excess pressure of 2.5 bar were applied with 0.23 mm indicating 1.5 bar was an optimum pressure can be used. This can be caused by the lack of oil amount exposing cutting region during milling when the excess pressure was used due to the air spray domination.