BAB IV HASIL DAN PEMBAHASANrepository.ub.ac.id/4511/5/BAB IV.pdf · 37 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...
Transcript of BAB IV HASIL DAN PEMBAHASANrepository.ub.ac.id/4511/5/BAB IV.pdf · 37 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...
37
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Data Hasil Penelitian
Data hasil pengujian pengaruh cutting speed terhadap kekasaran permukaan pada
proses face mill menggunakan pahat facemill diameter 40 mm dengan dan tanpa
menggunakan medan magnet pada mesin CNC TU-3A, didapatkan hasil kekasaran
permukaan dengan pengambilan masing-masing 5 kali pengambilan data menggunakan
Surface Roughness Tester. Data dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 4.1
Data Hasil Penelitian Kekasaran Permukaan
No Cutting Speed
Ra (Tanpa
Magnet)
Rata-
rata
Ra (Dengan
Magnet) Rata-rata
m/min µm µm µm µm
1
87.92
0.594
0.5088
0.389
0.3568
2 0.538 0.369
3 0.519 0.344
4 0.460 0.341
5 0.433 0.341
6
125.6
0.4008
0.4008
0.326
0.303
7 0.422 0.311
8 0.407 0.308
9 0.383 0.295
10 0.37 0.275
11
163.28
0.369
0.3436
0.263
0.2452
12 0.35 0.249
13 0.345 0.242
14 0.332 0.238
15 0.322 0.234
38
4.1.2 Analisis Data dengan Model Regresi Liner Sederhana
Analisis data dengan model regresi liniear sederhana betujuan untuk menghitung
besarnya pengaruh variabel bebas, cutting speed terhadap variabel terikatnya, yaitu
kekasaran permukaan. Syarat melakukan analisis data dengan model regresi liniear
sederhana adalah data terdistribusi dengan normal, variabel bebas dan terikat
berhubungan secara liniear, dan data variabel terikat adalah data yang homogen. Analisis
data dengan model regresi berganda dilakukan dengan bantuan aplikasi IBM SPSS 17.
4.1.2.1 Analisis Data pada Variabel Terikat Ra Face Milling Tanpa Magnet
Analisis data pada variabel terikat kekasaran permukaan (Ra) model regresi linier
sederhana dengan bantuan aplikasi IBM SPSS 17 didapatkan 2 tabel yang dapat
dianalisis, yaitu:
a. Linear Regression: Model Summary
Tabel 4.2
Linear Regression: Model Summary Variabel Terikat Ra (Face Milling Tanpa Magnet)
Model R R Square
Adjusted R
Square
Std. Error of
the Estimate
1 .985a .969 .939 .02074
a. Predictors: (Constant), Cutting Speed
b. Dependent Variable: Ra
Dari tabel 4.2 diatas terdapat 2 data penting yang dapat dianalisis, yaitu:
1. Koefisien korelasi (R), digunakan untuk menghitung besarnya keterkaitan antara
variabel bebas yaitu cutting speed dengan variabel terikatnya kekasaran pada face
milling tanpa magnet. Nilai R sebesar 0,985, dari perhitungan tersebut dapat
diketahui bahwa terdapat hubungan yang kuat sebesar 0,985 atau 98,5% antara
variabel bebas cutting speed terhadap variabel terjkat kekasaran permukaan (Ra).
2. Koefisien determinasi (R2), digunakan untuk menghitung besarnya pengaruh
variabel bebas yaitu cutting speed dengan variabel terikatnya kekasasaran
permukaan pada face milling tanpa magnet. Nilai R square (R2) sebesar 0,969, dari
perhitungan tersebut diketahui bahwa terdapat kontribusi yang kuat sebesar 0,969
atau 96,9% antara variabel bebas dengan variabel terikatnya, sedangkan sisanya
3,1% (100% - 96,9%) dipengaruhi oleh variabel yang tidak diteliti di penelitian ini.
39
b. Linier Regression: Coefficients
Tabel 4.3
Linier Regression: Coefficient Variabel Terikat Ra (Face Milling Tanpa Magnet)
Model
Unstandardized
Coefficients
Standardized
Coefficients
t Sig. B Std. Error Beta
1 (Constant) .693 .050 13.771 .046
Cutting
Speed
-.002 .000 -.985 -5.633 .112
a. Dependent Variable: Ra
Berdasarkan tabel diatas didapatkan persamaan regresi sebagai berikut:
Y = a + bX
Y = 0,693 - 0,002X
Dimana:
Y = Kekasaran Permukaan (Ra)
X = Cutting Speed
Sesuai dengan persamaan regresi yang diperoleh di atas, nilai koefisien b adalah
sebesar -0,002 oleh karena itu dapat diintepretasikan jika nilai X (cutting speed)
mengalami kenaikan sebanyak 1 m/min, maka nilai Y (kekasaran permukaan face
milling tanpa magnet) akan mengalami penurunan sebesar 0,002 µm.
c. Hasil Uji t
Uji t digunakan untuk mengetahui apakah variabel bebas cutting speed (X)
memiliki pengaruh yang signifikan terhadap variabel terikat kekasaran permukaan
(Y). Untuk hipotesis yang digunakan pada uji t ini adalah :
H0 = Koefisien tidak signifikan
H1 = Koefisien signifikan
Dari kedua hipotesis di atas, dapat dikatakan hasilnya signifikan jika H0 ditolak
dan H1 diterima, dan hasilnya tidak signifikan jika H0 diterima dan H1 ditolak.
Sementara itu, dengan tingkat signifikansi yang digunakan pada uji t di penelitian ini
sebesar 5% atau 0,05, maka:
H0 diterima jika nilai signifikansi > 0,05
H0 ditolak jika nilai signifikansi < 0,05
40
Pada tabel 4.3 menunjukkan bahwa nilai signifikansi dari variabel bebas cutting
speed adalah sebesar 0,112 yang artinya H0 ditolak, maka dapat disimpulkan,
terdapat pengaruh yang signifikan antara cutting speed terhadap variabel terikat
kekasaran permukaan.
4.1.2.2 Analisis Data pada Variabel Terikat Ra Face Milling dengan Magnet
Analisis data pada variabel terikat kekasaran permukaan (Ra) model regresi linier
sederhana dengan bantuan aplikasi IBM SPSS 17 didapatkan 2 tabel yang dapat
dianalisis, yaitu:
a. Linear Regression: Model Summary
Tabel 4.4
Linear Regression: Model Summary Variabel Terikat Ra (Face Milling dengan Magnet)
Model R R Square
Adjusted R
Square
Std. Error of
the Estimate
1 1.000a 1.000 .999 .00163
a. Predictors: (Constant), Cutting Speed
b. Dependent Variable: Ra
Dari tabel 4.4 diatas terdapat 2 data penting yang dapat dianalisis, yaitu:
3. Koefisien korelasi (R), digunakan untuk menghitung besarnya keterkaitan antara
variabel bebas yaitu cutting speed dengan variabel terikatnya kekasaran pada face
milling tanpa magnet. Nilai R sebesar 1,0, dari perhitungan tersebut dapat diketahui
bahwa terdapat hubungan yang kuat sebesar 1,0 atau 100% antara variabel bebas
cutting speed terhadap variabel terjkat kekasaran permukaan (Ra).
4. Koefisien determinasi (R2), digunakan untuk menghitung besarnya pengaruh
variabel bebas yaitu cutting speed dengan variabel terikatnya kekasasaran
permukaan pada face milling tanpa magnet. Nilai R square (R2) sebesar 1,0, dari
perhitungan tersebut diketahui bahwa terdapat kontribusi yang kuat sebesar 1,0 atau
100% antara variabel bebas dengan variabel terikatnya.
41
b. Linier Regression: Coefficients
Tabel 4.5
Linier Regression: Coefficient Variabel Terikat Ra (Face Milling dengan Magnet)
Model
Unstandardized
Coefficients
Standardized
Coefficients
t Sig. B Std. Error Beta
1 (Constant) .488 .004 123.061 .005
Cutting
Speed
-.001 .000 -1.000 -48.324 .013
a. Dependent Variable: Ra
Berdasarkan tabel diatas didapatkan persamaan regresi sebagai berikut:
Y = a + bX
Y = 0,488 - 0,001X
Dimana:
Y = Kekasaran Permukaan (Ra)
X = Cutting Speed
Sesuai dengan persamaan regresi yang diperoleh di atas, nilai koefisien b adalah
sebesar -0,002 oleh karena itu dapat diintepretasikan jika nilai X (cutting speed)
mengalami kenaikan sebanyak 1 m/min, maka nilai Y (kekasaran permukaan face
milling dengan magnet) akan mengalami penurunan sebesar 0,001 µm.
b. Hasil Uji t
Uji t digunakan untuk mengetahui apakah variabel bebas cutting speed (X)
memiliki pengaruh yang signifikan terhadap variabel terikat kekasaran permukaan
(Y). Untuk hipotesis yang digunakan pada uji t ini adalah :
H0 = Koefisien tidak signifikan
H1 = Koefisien signifikan
Dari kedua hipotesis di atas, dapat dikatakan hasilnya signifikan jika H0 ditolak
dan H1 diterima, dan hasilnya tidak signifikan jika H0 diterima dan H1 ditolak.
Sementara itu, dengan tingkat signifikansi yang digunakan pada uji t di penelitian ini
sebesar 5% atau 0,05, maka:
H0 diterima jika nilai signifikansi > 0,05
H0 ditolak jika nilai signifikansi < 0,05
42
Pada tabel 4.5 menunjukkan bahwa nilai signifikansi dari variabel bebas cutting
speed adalah sebesar 0,13 yang artinya H0 ditolak, maka dapat disimpulkan, terdapat
pengaruh yang signifikan antara cutting speed terhadap variabel terikat kekasaran
permukaan.
4.2 Grafik dan Pembahasan
4.2.1 Grafik dan Pembahasan Cutting Speed terhadap Kekasaran Permukaan
Proses Face Milling Tanpa Magnet dan Dengan Magnet
Gambar 4.1 Grafik data pengaruh cutting speed terhadap kekasaran permukaan pada
proses face milling tanpa dan dengan menggunakan magnet
Gambar 4.1 diatas menjelaskan hubungan variabel bebas cutting speed (m/min)
dengan variabel terikat kekasaran permukaan (Ra). Sumbu X menunjukkan cutting speed
dan sumbu Y menunjukkan kekasaran permukaan pada proses face milling. Warna biru
pada grafik menyatakan data kekasaran permukaan tanpa menggunakan medan magnet,
sedangkan warna jingga menyatakan data kekasaran permukaan dengan menggunakan
medan magnet pada proses face milling.
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa kenaikan cutting speed akan menyebabkan
penurunan nilai kekasaran permukaan pada proses face milling yang dihasilkan.
Didapatkan nilai kekasaran permukaan pada proses face milling paling besar adalah pada
cutting speed 87.92 m/min dengan nilai kekasaran permukaan rata 0,5088 µm tanpa
menggunakan medan magnet dan 0.3568 µm dengan menggunakan medan magnet.
Sedangkan nilai kekasaran permukaan paling kecil terjadi pada cutting speed 163.28
0.35680.303
0.2452
0.5088
0.4008
0.3436
y = -0.0015x + 0.4877R² = 0.9996
y = -0.0022x + 0.6931R² = 0.9694
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
Kek
asar
an P
erm
uka
an (
µm
)
Cutting Speed (m/min)
Dengan magnet Tanpa Magnet
Linear (Dengan magnet) Linear (Tanpa Magnet)
43
m/min dengan nilai rata rata 0.3436 µm tanpa menggunakan medan magnet dan 0.2452
µm dengan menggunakan medan magnet. Penurunan nilai rata rata kekasaran permukaan
ini dikarenakan semakin tingginya nilai cutting speed maka jumlah pemakanan yang
dilakukan pahat akan meningkat dalam satuan waktu, mengindikasikan kecepatan
material removal rate yang tinggi dimana waktu untuk mengeluarkan chip hasil
pemakanan lebih cepat sehingga tidak mengganggu proses pemakanan pahat selanjutnya.
Hal ini telah dijelaskan pada tinjauan pustaka dimana Built-up Edge (BUE) yang terjadi
akan semakin menurun seiring dengan meningkatnya nilai cutting speed dikarenakan
patahan chip yang terbawa pada tool face akan berkurang.
Pada grafik di atas diperlihatkan bahwa terjadi perbedaan kecenderungan
penurunan nilai rata rata kekasaran permukaan akibat peningkatan cutting speed pada
proses face milling tanpa menggunakan medan magnet dan dengan menggunakan medan
magnet. Penggunaan medan magnet menghasilkan kecenderungan yang lebih landau
dibandingkan dengan tidak menggunakan medan magnet. Perbedaan pola penurunan nilai
kekasaran permukaan ini diakibatkan oleh peredaman yang ditimbulkan oleh medan
magnet disekitar pahat yang mampu meredam getaran yang terjadi pada pahat saat proses
pemakanan berlangsung, mengindikasikan penurunan nilai kekasaran permukaan pada
saat menggunakan medan magnet.
4.2.2 Grafik dan Pembahasan Amplitudo Getaran pada Face Milling tanpa Magnet
dan Face Milling Menggunakan Magnet
Pengambilan data amplitudo dilakukan pada saat proses pemakanan berlangsung
menggunakan vibration meter dengan perekaman data menggunakan software Labview.
Hal ini dilakukan untuk mengetahui secara pasti getaran (chatter) yang terjadi pada saat
proses permesinan berlangsung dikarenakan chatter juga berpengaruh terhadap nilai
kekasaran permukaan yang dihasilkan.
Pengambilan data amplitudo juga bertujuan untuk mengetahui pengaruh
penggunaan medan magnet selama proses permesinan berlangsung sebagai chatter
control.
44
Gambar 4.2 Grafik amplitudo getaran yang terjadi pada cutting speed 87.92 m/min pada
proses face milling tanpa magnet dan menggunakan magnet
Grafik diatas menunjukkan grafik amplitudo yang terjadi saat proses pemakanan
berlangsung dengan menggunakan cutting speed 87.92 m/min. Sumbu x menunjukkan
waktu pemakanan (s) dan sumbu y menunjukkan nilai amplitudo yang terjadi pada sistem
(mm). Garis warna biru mengilustrasikan grafik proses face milling tanpa menggunakan
medan magnet, sedangkan garis warna jingga merepresentasikan grafik proses face
milling dengan menggunakan medan magnet.
Dapat dilihat pada grafik diatas terjadi perbedaan karakter getaran yang dihasilkan
selama proses face milling dengan menggunakan cutting speed 87.92 m/min baik tidak
dan dengan menggunakan medan magnet. Pengaruh medan magnet proses pemakanan
berlangsung dapat menurunkan nilai amplitudo getaran yang terjadi dibandingkan dengan
tidak menggunakan medan magnet. Nilai chatter yang direkam oleh vibration meter
menggunakan software labview 2013 diilustrasikan pada grafik diatas dimana dapat
dianalisis bahwa penggunaan medan magnet sebagai peredam getaran dapat
meningkatkan kekonsistensian getaran yang terjadi pada saat proses face milling
berlangsung dengan indikasi tidak ada kenaikan nilai amplitudo yang signifikan pada
setiap waktunya dibandingkan tanpa menggunakan medan magnet. Nilai rata rata
amplitudo getaran dapat direduksi dengan menggunakan medan magnet dari 0.004442
mm menjadi 0.002489 mm dengan nilai persentase reduksi sebesar 43.96% dengan nilai
simpangan terbesar tanpa penggunaan magnet sebesar 0.021973 mm dan 0.012648 mm
dengan penggunaan medan magnet. Reduksi ini disebabkan oleh adanya peredaman yang
disebabkan oleh gaya tolak sirkulasi arus eddy pada pahat terhadap medan magnet yang
ditempatkan sejajar dengan pahat pada saat proses pemakanan berlangsung. Dikarenakan
adanya pengaruh medan magnet terhadap pahat saat proses pemakanan berlangsung,
maka pahat akan tetap berada mendekati posisi netralnya jika terjadi getaran atau chatter.
-0.05
-0.03
-0.01
0.01
0.03
0.05
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Am
plit
ud
e (m
m)
Time (s)
Tanpa Magnet Dengan Magnet
45
Gambar 4.3 Grafik amplitudo getaran yang terjadi pada cutting speed 125.6 m/min pada
proses face milling tanpa magnet dan menggunakan magnet
Pada Gambar 4.3 grafik amplitudo getaran yang terjadi pada proses face milling
dengan menggunakan nilai cutting speed 125.6 m/min menunjukkan karakter getaran
tanpa menggunakan medan magnet dengan garis warna biru dan menggunakan medan
magnet dengan garis warna jingga.
Dari grafik di atas menunjukkan adanya perbedaan karakter getaran melalui nilai
amplitudo atau simpangan yang terjadi pada proses face milling tanpa dan dengan
menggunakan medan magnet. Didapatkan nilai simpangan terbesar yang didapatkan
tanpa menggunakan medan magnet sebesar 0.01909 mm, sedangkan nilai simpangan
terbesar yang didapatkan dengan menggunakan medan magnet sebesar 0.012986 mm.
Nilai rata rata amplitudo yang dihasilkan proses tanpa menggunakan medan magnet
sebesar 0.005093 mm dan untuk proses dengan menggunakan medan magnet
menghasilkan niai rata rata sebesar 0.003335 mm, dimana dapat disimpulkan terjadi
penurunan nilai amplitudo dengan menggunakan medan magnet dengan persentase
reduksi nilai amplitudo rata rata sebesar 34.51 %.
Terdapat penurunan reduksi total dibandingkan dengan proses face milling dengan
cutting speed 87.92 m/min baik dalam nilai rata rata maupun nilai simpangan terbesar.
Hal ini dikarenakan semakin besarnya nilai cutting speed maka gaya pemotongan yang
terjadi akan semakin menurun, hal ini dikarenakan luasan area pemakanan berkurang
terhadap jumlah total lintasan pahat dalam satuan waktu yang semakin meningkat.
-0.05
-0.03
-0.01
0.01
0.03
0.05
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Am
plit
ud
e (m
m)
Time (s)
Tanpa Magnet Dengan Magnet
46
Gambar 4.4 Grafik amplitudo getaran yang terjadi pada cutting speed 163.28 m/min pada
proses face milling tanpa magnet dan menggunakan magnet
Pada Gambar 4.4 grafik amplitudo getaran yang terjadi pada proses face milling
dengan menggunakan nilai cutting speed 163.28 m/min menunjukkan karakter getaran
tanpa menggunakan medan magnet dengan garis warna biru dan menggunakan medan
magnet dengan garis warna jingga.
Dari Gambar 4.4 didapatkan penurunan nilai rata rata amplitudo pada proses face
milling tanpa menggunakan medan magnet sebesar 0.005134 mm dibandingkan dengan
menggunakan medan magnet sebesar 0.003784 mm. Terjadi perbedaan nilai simpangan
maksimum dimana tanpa penggunaan medan magnet menghasilkan nilai 0.018311 mm
dibandingkan dengan menggunakan medan magnet sebesar 0.012207 mm, dapat
disimpulkan terjadi penurunan yang cukup signifikan sebesar 33.33 % pada nilai
simpangan maksimal.
Ketiga gambar 4.2, 4.3, dan 4.4 grafik nilai amplitudo diatas berdasarkan variable
cutting speed pada proses face milling dapat terlihat gambar 4.4 dengan nilai cutting speed
87.92 m/min memiliki nilai simpangan paling besar baik tanpa menggunakan medan
magnet maupun dengan menggunakan medan magnet. Hal ini dikarenakan gaya
pemotongan yang terjadi saat proses pemakanan lebih besar dengan lainnya.
Ketiga grafik diatas menunjukkan adanya pengaruh penggunaan magnet permanen
yang menghasilkan medan magnet terhadap proses pemakan face milling yang dapat
meredam getaran atau chatter yang terjadi. Mengacu pada tinjauan pustaka dimana
magnetic damping yang terjadiakibat adanya konduktor dalam kasus ini ialah pahat itu
sendiri yang bergerak secara relatif pada sebuah medan magnet akan menimbulkan
sirkulasi arus eddy yang akan membentuk gaya resistif terhadap medan magnet
disekitarnya sehingga dapat menahan pahat agar tetap berada di posisi netralnya,
-0.05
-0.03
-0.01
0.01
0.03
0.05
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Am
plit
ud
o (
mm
)
Time (s)
Tanpa Magnet Dengan Magnet
47
meningkatkan rigiditas dari pahat yang mampu mengurangi pengaruh dari getaran saat
proses pemakanan berlangsung.
Terjadi penurunan nilai amplitudo seiring dengan peningkatan nilai cutting speed
yang menghasilkan penurunan nilai kekasaran permukaan pada proses face milling.
Pengaruh penggunaan medan magnet sebagai magnetic damping dapat menurunkan nilai
amplitudo yang dihasilkan selama proses pemakanan beserta nilai kekasarannya, dimana
dapat disimpulkan penggunaan medan magnet dapat meredam getaran yang terjadi pada
proses face milling sehingga dapat mereduksi nilai kekasaran permukaan.
48