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