Korelasi Kekasaran Permukaaan Produk Pemotongan Dengan Faktor Redaman Struktur Mesin Perkakas

Abstract

Tuntutan kualitas, produktivitas dan efisiensi produksi mendorong industri menerapkan proses produksi terotomasi. Demikian halnya dalam proses pemesinan, penggunaan mesin-mesin CNC telah terbukti mampu memberikan dampak yang besar pada perkembangan industri manufaktur. Untuk menghasilkan mesin perkakas CNC murah, berbagai upaya dilakukan baik dari sistem mekanis maupun sistem kendalinya. Penggunaan bahan baku alternatif yang murah dan mudah dibuat berpeluang besar pada penurunan ongkos produksi mesin perkakas, karena berdasarkan analisis ongkos produksinya, 80% harga mesin perkakas CNC ditentukan oleh ongkos produksi struktur utama mesin (Kushnir and Sheehan, 2003). Paper ini mengusulkan penggunaan kayu sebagai bahan struktur utama mesin milling CNC. Desain prototipe mesin menggunakan bahan kayu sebagai struktur utama mesin milling dimana dimensinya mengacu pada mesin milling berbahan besi cor produksi satu pabrikan yang sudah ada. Lintasan luncur prototipe mesin terbuat dari bahan baja profil yang dibaut dengan struktur kayu. Sebelum diuji pemotongan, mesin diuji getaran untuk menghitung faktor redaman struktur. Accelerometer diletakkan pada meja mesin sedangkan stimulasi gaya diberikan pada pahat end mill. Uji pemotongan dilakukan dengan variasi kecepatan makan (20, 50 dan 80 mm/min) dan kedalaman potong (0,2; 1,2; 1,3 dan 1,65 mm). Pengukuran faktor redaman dan uji pemotongan juga dilakukan pada mesin milling besi cor. Hasil pengujian kedua mesin dibandingkan. Hasil pengujian getaran menunjukkan bahwa faktor redaman prototipe mesin kayu lebih rendah dibandingkan mesin milling besi cor, yaitu 0,0416 dan 0,0642 (faktor redaman rata-rata). Dari hasil pengujian faktor redaman pada dua posisi yang berbeda diperoleh bahwa harga faktor redaman mesin kayu pada masing-masing posisi menunjukkan perbedaan yang relatif besar, yaitu 0,0436 dan 0,0397. Hal ini menunjukkan bahwa harga faktor redaman ditentukan oleh kondisi struktur antara accelerometer dengan ujung pahat termasuk didalamnya kondisi sambungan antar sumbu gerak terutama pada bidang kontak lintasan luncur. Hasil pengujian kekasaran permukaan produk pemotongan dengan variasi kecepatan makan dan kedalaman potong antara prototipe mesin kayu dan mesin besi cor menunjukkan kecenderungan yang sama, tetapi pengaruh dua parameter pemotongan tersebut pada prototipe mesin kayu lebih besar dibandingkan mesin besi cor. Permukaan produk yang dihasilkan oleh mesin kayu lebih kasar dibandingkan produk mesin besi cor. Kondisi kekasaran permukaan produk dipengaruhi oleh faktor posisi pemotongan terhadap mekanisme dudukan bearing leadscrew.