apakah mendapatkan permukaan halus pada produk di mesin milling frais harus memperlambat pergeseran X/Y nya?

The Jaya Suteja, Susila Candra, Yudistira Aquarista

Teknik Manufaktur, Universitas Surabaya

E-mail: jayasuteja@yahoo.com

“Optimasi Proses Pemesinan Milling Fitur Pocket Material Baja Karbon Rendah Menggunakan Response Surface Methodology”

JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 10, No. 1, April 2008: 1–7

Penerbit.,Institute Of Research And Community Outreach - Petra Christian University

http://jurnalmesin.petra.ac.id/index.php/mes/article/view/16990

Latar belakang masalah.

            Dalam proses pemesinan milling waktu yang dibutuhkan

untuk membuat komponen harus seminimal mungkin agar tercapai kapasitas produksi yang tinggi. Parameter proses pemotongan yang maksimum akan menghasilkan laju pemakanan material (MRR) yang tinggi namun juga mengakibatkan kekasaran permukaan (Ra) yang tinggi pula. Oleh karena itu, parameter proses pemesinan milling yang optimum perlu untuk diketahui. Dewasa ini, beberapa segmen konsumen tertentu membutuhkan komponen yang mempunyai kehalusan permukaan tertentu dan menuntut agar komponen tersebut diproses dalam waktu yang cepat. Sebagai contoh untuk membuat cetakan plastik, kekasaran permukaan dari cetakan harus sekecil mungkin tapi dituntut untuk selesai dalam waktu yang cepat. Untuk itu optimasi parameter proses pemesinan pada mesin milling perlu dilakukan agar kekasaran permukaan yang diinginkan dapat dicapai dalam waktu yang paling singkat.

A.M. Ramos, et.al. melakukan studi dan analisa kekasaran permukaan yang dihasilkan dengan tiga macam strategi pemesinan milling yang berbeda yaitu tipe radial, raster dan 3D offset untuk komponen yang mengandung geometri kompleks seperti bentuk cembung dan cekung [1]. Dari penelitian yang dilakukan, Ramos menyimpulkan bahwa ketiga strategi pemesinan menghasilkan kekasaran permukaan yang berbeda dan tipe 3D offset adalah yang paling cocok untuk pemesinan komponen yang mengandung geometri kompleks.

Wang M.Y., et.al. menganalisa pengaruh kecepatanpotong, kecepatan makan, kedalaman potong dan geometri pahat terhadap kekasaran permukaan ketika melakukan slot end milling pada AL2014-T6 [2]. Selain itu Wang M.Y., et.al. juga menyelidiki pengaruh pemberian cairan pendingin pada kekasaran permukaan. Hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa untuk kondisi tanpa cairan pendingin, kekasaran permukaan sangat dipengaruhi oleh kecepatan potong, kecepatan makan, dan geometri pahat. Sedangkan untuk kondisi dengan cairan pendingin, faktor yang sangat berpengaruh terhadap kekasaran permukaan adalah kecepatan makan dan geometri pahat. Lebih jauh lagi, proses dengan menggunakan cairan pendingin menghasilkan kekasaran permukaan yang lebih halus dibandingkan tanpa cairan pendingin.

Cara mendapatkan permukaan halus pada produk dengan waktu yang efisien?

Metode.

Dengan melakukan penelitian ini, tujuan pertama yang hendak dicapai adalah untuk mendapatkan model matematis yang dapat menggambarkan hubungan antara kedalaman pemotongan dan pergeseran pahat untuk masing-masing cut type dengan kekasaran permukaan dan waktu pemakanan material. Setelah itu, tujuan berikutnya adalah mencari kombinasi pengaturan kedalaman pemotongan dan pergeseran pahat untuk masingmasing cut type yang memberikan kekasaran permukaan dan waktu pemakanan material yang optimal. Kondisi yang optimal yang dimaksud disini adalah waktu pemakanan yang secepat mungkin tapi mendapatkan kekasaran permukaan komponen yang sekecil mungkin. Untuk proses optimasi, ada beberapa metode yang bisa digunakan tapi yang sering digunakan seperti Taguchi Optimization Method dan Response Surface Methodology. Dalam implementasinya, kedua metode tersebut sering dibantu oleh Genetic Algorithm atau algoritma lainnya untuk mendapatkan proses yang lebih efisien. Kedua metode ini mempunyai kelebihan dan kekurangannya masingmasing. Untuk dapat mendapatkan nilai kedalaman pemotongan dan pergeseran pahat untuk masing- masing cut type yang menghasilkan kekasaran permukaan dan waktu pemakanan material yang optimal, metode yang dapat digunakan adalah Response Surface Methodology.

Hasil peniletian.

Pada penelitian ini, parameter yang digunakan sebagai faktor adalah kedalaman pemotongan, cut type, dan pergeseran pahat. Dari hasil studi pendahuluan didapatkan data bahwa cut type yang memberikan hasil waktu pemesinan paling cepat adalah jenis zig-zag dan spiral. Karena merupakan bentuk kualitatif, parameter cut type pada rancangan percobaan hanya memiliki dua level factor (-1 dan 1) dengan coded variabel –1 untuk tipe zigzag dan 1 untuk tipe spiral, sedangkan untuk mendapat waktu yang optimal metode yang dapat di gunakan adalah Response Surface Methodology.

Reaview/komentar

Pada penelitian review jurnal ini bisa di simpulkan bahwa untuk mendapatkan hasil produk yang efisien, berkualitas & produktif pada mesin milling tidak perlu melambatkan putaran type cut nya ataupun melambatkan pergeseran X/Y nya, penyesuaian pada produk materialnya pun perlu di perhitungkan.

Abstrak Jurnal

ABSTRAK

Proses pemesinan milling merupakan salah satu proses pemesinan yang banyak digunakan untuk pembuatan suatu komponen. Dalam proses pemesinan milling waktu yang dibutuhkan untuk membuat komponen harus seminimal mungkin agar tercapai kapasitas produksi yang tinggi. Parameter proses pemotongan yang maksimum akan menghasilkan laju pemakanan material (MRR) yang tinggi namun juga mengakibatkan kekasaran permukaan (Ra) yang tinggi pula. Oleh karena itu, parameter proses pemesinan milling yang optimum perlu untuk diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan model matematis yang dapat menggambarkan hubungan antara kedalaman pemotongan dan pergeseran pahat dengan kekasaran permukaan dan waktu pemakanan material untuk dua macam cut type. Setelah itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mencari kombinasi kedalaman potong dan pergeseran pahat untuk mendapatkan kondisi optimum yaitu MRR yang paling tinggi dan Ra yang paling rendah. Proses pemesinan milling pada penelitian ini dilakukan pada sebuah fitur pocket material baja karbon rendah dengan dimensi P x L x T adalah 20 mm x 20 mm x 1 mm. Dalam penelitian ini metode optimasi yang digunakan adalah Response Surface Methodology. Dari hasil optimasi diperoleh bahwa pergeseran pahat dan kedalaman potong yang memberikan respon MRR dan Ra yang optimal berturut-turut adalah 6,7582 mm dan 0,22 mm. Dengan menggunakan parameter proses tersebut, nilai MRR dan Ra yang didapatkan untuk zig-zag cut type adalah 9,619 mm³/detik dan 1,5124 μm sedang untuk spiral cut type adalah 8,981 mm³/detik dan 1,3824 μm.

Daftar Pustaka

1. Ramos A.M., Relvas C., Simoes J.A., “The influence of finishing milling strategies on texture, roughness, and dimensional deviations on the machining of complex surfaces”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 136, No.1-3, 2003, pp. 209-216.

2. Wang M.Y., Chang H.Y., “Experimental study of surface roughness in slot end milling AL2014- T6”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 44, No. 1, 2004, pp. 51-57.

3. Benardos P.G., Vosniakos G.C, “Prediction of surface roughness in CNC face milling using neural networks and Taguchi’s design of experiments”, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, Vol. 18, No.5-6, 2002, pp. 343- 354.

4. Chang C.K., Lu H.S, “Study on the predictionmodel of surface roughness for side milling operations”, International Journal of Advance Manufaacturing Technology, Vol. 29, No. 910, 2006, pp. 867-878.

5. Ryu S.H., Choi D.K., Chu C.N., “Roughness and texture generation on end milled surfaces”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 46, No. 3-4, 2006, pp. 404-412.

6. Göloğlu C., Arslan Y., Zigzag Machining Surface Roughness Modelling Using Evolutionary Approach, IMS'2006: 5th International Symposium on Intelligent Manufacturing Systems, Agents and Virtual Worlds, 2006, pp. 734742

7. Oktem H., Erzurumlu T., Kurtaran H., “Application of response surface methodology in the optimization of cutting conditions for surface roughness”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 170, No. 1-2, 2005, pp. 1116.

8. Reddy N.S.K., Rao P.V., “Selection of optimum tool geometry and cutting conditions using a suface roughness prediction model for end milling”, International Journal of Advance Manufaacturing Technology, Vol. 26, No.11-12, 2005, pp. 1202-1210.

9. Zhang J.Z., Chen J.C., Kirby E.D., “Surface roughness optimization in an end-milling operation using the Taguchi design method”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 184, No. 1-3, 2007, pp. 233-239.

10. Choudhury S.K., Appa Rao, I.V.K., “Optimization of cutting parameters for maximizing tool life”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 39, No. 2, 1999, pp. 343-353

11. HANITA Cutting Tool Catalog, http://www. hanita.com/us/ catalog.htm