1. Pendahuluan
Untuk menentukan gaya potong spesifik adalam proses freis dengan pahat freis muka atau pahat selubung bergigi lurus diperlukan beberapa rumus yang diturunkan sebagai berikut.
Bila gaya potong tangensial \(F_t\) didefinisikan sebagai berikut :
\[F_t - A k_s\], maka
\[F_{tm} - A_m k_{sm}\]; N, ..... (1)
dimana,
\(F_{tm}\) = gaya potong pergigi rata-rata;N \(A_m\) = penampang geram sebelum terpotong rata-rata; mm<sup>2</sup>
k<sub>sm</sub> = Gaya potong spesifik rata-rata; N/mm<sup>2</sup>
Perbedaan antara proses freis datar dan tegak (muka) terletak pada penampang geram \(A_{\rm m}\), yaitu :
\[A_m - b h_m\]; mm2, ..... (2)
dimana (lihat gambar 1), b = lebar geram sebelum terpotong; mm
= w; mengefreis datar
= a; megefreis tegak
\(h_m\) = tebal geram sebelum terpotong ratarata :mm
\(= f_{r} \sqrt{a/d}\); mengefreis datar
\(= f_z \sin \kappa_r \sin \phi_m\); mengefreis tegak.
Daya potong pergigi rata-rata \(N_{\rm zm}\) dapat dihitung dari gaya potong pergigi rata-rata dan kecepatan potong yaitu :
\[N_{zm} = \frac{F_{tm} v}{60.000}\]; kW, ..... (3)
dimana,
\(v = \pi \, dn/1000\); m/min, d = diameter efektif pahat freis; mm, n = putaran spindel ; r/min.
Pada proses freis tidak seluruh gigi pahat freis melakukan pemotongan. Pada suatu saat, mungkin tidak ada atau mungkin ada satu atau beberapa buah saja gigi yang efektif bekerja, tergantung pada besarnya sudut persentuhan \(\phi_{c}\). Dengan demikian dapat didefinisikan jumlah gigi
Gember 1 Proses mengefreis datar (selubung; slab-milling) dan mengefreis tegak (muka; face-milling).
\(k_{sm} = \frac{4 \pi M_{tm}}{b d z h_m \Phi_c} \quad . \quad (7)\)
Rumus (7) dapat diselesaikan baik untuk proses freis datar maupun tegak sebagai analisis berikut:
Mengefreis Datar
\[h_{x} - f_{z} \sqrt{a/d}\]; b = W
\[\phi_c\] - arc sin \((2\sqrt{a/d})\)
\(= 2\sqrt{a/d}\); untuk a/d
efaktif \(\mathbf{z}_{o}\) yang tidak selalu merupakan bilangan bulat, yaitu :
\[z_e - \phi_c/\phi_z - \phi_c/(2\pi/z)\] , .. (4)
dimana,
\[\phi_c\] = sudut persentuhan ; ra
\[\phi_z\] = sudut sektor gigi = \(\frac{2\pi}{z}\) ; rad.
Dengan menggabungkan rumus (3) dengan (4), maka akan diperoleh daya potong rata-rata, yaitu:
\[N_{cm} - N_{rm} z_{s}\]; kW, .... (5a)
atau dituliskan dalam bentuk lengkap:
\[N_{cm} = \frac{k_{sm} b h_m d n \phi_c z}{120,000,000}\]; kW. (5b)
Daya potong tersebut merupakan daya potong rata-rata yang harganya dapat diketahui melalui dinamometer (bukan dari wattmeter) yaitu berdasarkan perata-rataan harga momen puntir yang berfluktuasi sebagaimana yang terekam pada alat pencatat (atau melalui oscilloscope).
\[N_{cm/} = \frac{M_{tm} \ 2 \ \pi \ n}{60\ 000\ 000}\] ; kW, ... (6)
dimana, σi
\[M_{tm}\] = momen puntir rata-rata ; Nmm,
n = putaran spindel ; r/min.
Dari penggabungan rumus (5b) dan (6) maka didapat:
yang kecil, maka,
\[k_{sm} = \frac{4 \pi M_{tm}}{w dz f \sqrt{a/d} 2 \sqrt{a/d}} = \frac{2 \pi M_{tm}}{w f a}\]
Mengefreis Tegak
\[h_m - f_z \sin \kappa_r \sin \phi_m - f_z (\sin \kappa_r) 2w/(d\phi_c)\]
\(b - a/\sin \kappa_r\)
\[k_{zm} = \frac{4 \pi M_{zm}}{a (\sin \kappa_r)^{-1} dz f_z (\sin \kappa_r) 2 w (d\phi_c)^{-1}}\]
Dengan demikian gaya potong spesifik rata-rata untuk proses freis datar maupun tegak adalah:
\[k_{sm} = \frac{2 \pi M_{tm}}{w \ a \ f} = \frac{2 \pi n M_{tm}}{w \ a \ v_f}\]; N/mm2. (8)
Berdasarkan hasil percobaan untuk berbagai kondisi pemotongan dengan beberapa benda kerja, \(k_{\rm sm}\) tersebut hanya dipengaruhi oleh tebal geram rata-rata \(k_{\rm m}\) sebagaimana rumus korelasi berikut
\[k_{sm} - k_{s1.1} h_m^{-p}\] ; N/mm2, ....................(9)
dimana.
k<sub>sl.1</sub> = gaya potong spesifik referensi ; N/mm² merupakan sifat benda kerja sewaktu dipotong dengan proses freis, dipengaruhi oleh sudut geram dan kecepatan potong.
p = pangkat untuk tebal geram rata-rata, dipengaruhi oleh material benda kerja, dan kecepatan potong (rata-rata berharga 0,25).
Harga k<sub>sl.1</sub> dan p untuk berbagai jenis benda Modifikasi Rumus Gaya Potong Spesifik kerja adalàh seperti tabel 1 yang berlaku bagi (Tkecepatan polong serta sudut geram yang bia- * * , * * , * * * . * - * Dalam bab I telah dibahas pemeranan sanya digunakan dalam mengerjakan benda 1 rumus gaya-potong spesifik untuk proses freis kerja yang bersangkutan. dengan pahat freis bergigi hirus (rumus 8). Rumus (7) dapat diselesaikan baik Berikut ini akan ditinjau pengaruh sudut heliks dan kondisi posisi pada gaya potong spesifik nuquem rataberi dibawah mehibakan contoh da ersebut sebagaimana yang telah dibahas pada proses meis dengan pahan bergigi juras, maka ta peliesinan tilltuk proses freis (face milling) Untuk memanfaatkan data ini dalam proses freisi dengan pahat elidi-hill diperlukan modifikasi rumus gaya potong spesifik (rumus 8). Pada bab berikul jakan disinggung berituk rumus yang diusulkan. Suatu jenis dinamometer yang Gambar I Proses mengefreis datar (selpbung; substingen) nisan aba pada mesin dipasangkan spindel pada mesin misas datar (selpbung; substingen) nisan substingen dan inengen se segak (mirka; face-misaksport kill) and the substingen distribution of the substingen data substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution of the substitution o yang diusulkan. Suatu jenis dinamometer yang b/golletingehingga/ gahat jenis end-mill dapat dipasang padanya. Jika ingipaligunakangnakat
face mill maka diperlukan adaptor. Dengan demikian, dapat dilaktikan percebaan pengefreisan dengah dua jenis pahat yang berbeda sehingga datanya dapat diperbandingkan.
Mengefreis Tegak
harganya akan dikorelasikan dengan nagnalid nebaj generobitaritati protepilikina.
formasi logaritmik) untuk melitika militika k<sub>sl.1</sub> dan p; N/mm². = Momen pilnimala rata yang diderita \(\cdot_{mt}M^{4}\)
spindel mesin freis, harganyassdepat diketahyi dengan namakai dinamo-: rad. meter yang cocok (lihat gambar
sign second malab is neglected with the second second second malab is singular to \(f_z\) (singular) and \(f_z\) is \(f_z\) (singular) and \(f_z\) is \(f_z\) (singular) and \(f_z\) is \(f_z\) (singular) and \(f_z\) is \(f_z\) (singular). = sudui sekton vogi & 2 = Diameter pahat freis. Klasifikasi A geram Penampang geram Kekuatan Jenis Benda Kerja UTS, N/mm<sup>2</sup> DOIGHUM/N) dengan (4), maka akan diperole daya rata-rata, yaitu : Kondisi posisi \(\varphi_{\lambda} < \varphi_{c}\)520n z* 1990 0,25 0,16 \(N_{cm} - N_{cm} z_c\); kv (S radmag tarii) Desgan demikiangaya potong spesif uglan ata 2220 0.14 untuk proses figis datar maupusietemenakan atau dituliskan dalam bentuk len \(\frac{d f_z}{z}\) (cos \(\phi_1\) cos \(\phi_2\)) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\frac{d f_z}{d f_z}\) \(\text{[rumus tidak dapat ditampilkan dengan baik — lihat PDF asli]}\)2130 Kal 9 2100 22663) Vel 3p Baja Sementasi 2500 0,26
Berdasarkan barib perbobaan (rienk merregap) Daya potong tersebut merupakan daya potong kongisi penojongan dengan beberapa benda etatra i melatata rata-rata yang harganya dapat dik kerja, k<sub>sin</sub> tersebut hanya dipengaruhi oleh tebal arije in alimie tako uksoordan ja Buka yakks (tatem geren rata rafa m Sebagaimana rumus korelasi <del>iilana a</del> cherdarakkunperalariskeenherga berikut. 55 Ni Mo V6 yang berlluktuasi sebagaitanta ang terekam Baja Pericakas Panas: sgilloscope)71 pada aiat pencatat (atau melalui
¥ 940 x Smm\V. annealed (Het Work Tool Stells) \(A_{ms} = \frac{-\sqrt{z}}{4 \sinh \lambda_s} \left[ 1 - \cos \phi_c \right]\)(352 BHN) - treated 1920 0,24 0,26 000 000 000 ( $ m. \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 21(0) Baja Perkakas Ekstrusi: 210 Cr 46 (Cold Extrusion T. Spices phologe Carety 2100 0.26 (AHE 002) Sewaktu cypotong dengan prosessing (non lasa) dimana, 0,26 1160 i Minggiii \(m_{tm}\)= momen puntir rata-rata dipengeren oleh sudut geram dan 0,26 = putaran spingusmib r/min
. QIROTOQ MESIN FTI-ITB \(\cos \phi_c - 1 - 2w/d\)Dari peneggapunganarumik (Sb) ikasielen silisaga protoq alka aratna ishisasi kalasi kalasi katasa kati rata, Bire dehear kekistan tarikelidak termasukndaterial kondisi annealed), yaitu : \(\varphi_z = 2\pi/z\)cata-rais persong (rata-rais perharga 0,251.
Gambar 2 Proses mengefreis dengan end-mill bersudut helik. Tergantung dari harga a, w, x, d, dan \(\lambda_s\), maka dapat terjadi salah satu dari tiga macam kondisi pengefreisan.
Kondisi posisi \(\phi_{\lambda} \geq \phi_{c}\)
(lihat gambar 2)
\[A_{ms} = \frac{df_z}{2 \sin \lambda_s} (\cos \phi_1 - \cos \phi_2) \frac{\phi_\lambda}{\phi_z}\]
dimana.
eis 8). ks fik da
0)
da na an isga
ita at
Юar
ım
\[\cos \phi_1 - (d/2 - x)/(d/2)\]
\(\cos \phi_2 - (d/2 - x - w)/(d/2)\)
\(\phi_{\lambda} - a \tan \lambda_x/(d/2)\)
\(\phi_z - 2\pi/z\)
Maka; \[A_{ms} = \frac{f \cdot w \cdot a}{d \cdot \pi} \cdot \frac{1}{\cos \lambda_s} \cdot \dots (11)\]
Jadi, \[k_{sm} = \frac{2 \pi M_{im}}{w a v_f} \cos \lambda_s \qquad (12)\]
Rumus diatas (10 & 12) menunjukkan bahwa tahanan/gaya potong spesifik material benda kerja bisa dihitung bila momen torsi rata-rata diketahui. Untuk itu diperlukan dinamometer yang dapat dipasang pada spindel mesin freis.
3. Dinamometer Spindel
Gaya yang beraksi pada pahat freis akan diteruskan pada pemegangnya (tool shank), spindel dan kemudian keelemen transmisi mesin freis. Jika Tool Shank ini diperlakukan sebagai elemen elastik dimana beberapa strain gages akan dipasang padanya maka harus diperhatikan beberapa hal,
- 1. Kekakuan elemen elastik ini harus tinggi dan sementara itu sensitivitas terhadap perubahan gaya/momen harus cukup baik. Oleh sebab itu, diperlukan jenis Semiconductor Strain Gages yang mempunyai K Factor tinggi (K = 120; jenis constantan hanya mempunyai K sebesar 2). Dengan demikian, regangan yang terjadi pada tool shank bisa dibatasi sehingga kekakuannya cukup tinggi.
- Pembuatan tool shank harus teliti untuk menjamin kesamaan sumbu pahat dengan sumbu tool shank serta sumbu spindel.
- Diperlukan kontak gesek (slip rings) untuk menghubungkan kabel strain gages dengan adaptornya.
Sketsa rancangan dinamometer ini ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3 Dinamometer Shank yang dipasang pada spindel mesin freis. Pemakaian Semiconductor Strain-Gages dimaksudkan untuk menjamin kekakuan pemegang pahat dan sementara itu sensitivitas dinamometer ini cukup tinggi.
Empat actives gages dirangkai sehingga membentuk full-bridges, lihat gambar 3. Karena orientasi keempat strain-gages tersebut membentuk sudut \(45^{\circ}\) terhadap sumbu berarti rangkaian ini akan sensitif terhadap puntiran/torsi \(M_t\). Sementara itu, untuk mendeteksi gaya tekan \(F_z\) hanya dua strain gages (sejajar sumbu) yang aktif. Dalam hal ini perlu digunakan dummy gages supaya dapat dibentuk full-bridges sehingga rangkaian ini akan bebas dari pengaruh perubahan temperatur.
Kedua Wheatstone Bridges tersebut diberi tegangan eksitasi input masing-masing DC 2,5 V. Dalam hal ini digunakan Amplifier 2B31 (tersedia dipasaran) sebagai pemasok tegangan input maupun penguat sinyal bridges. Outputnya kemudian diperkuat lagi dengan Amp. 747 untuk meninggikan impedansi rangkaian elektronik secara keseluruhan. Out put dinamometer ini berupa sinyal analog yang bisa direkam dengan Strip Chart Recorder atau direkam pada Casette Data Recorder. Hasil kalibrasi dinamometer ini adalah,
- -Momen puntir: \(0,033 \pm 0,0004 \text{ mV/N.mm}\)-Gaya aksial: \(0,933 \pm 0,0078 \text{ mV/N}\)
- -Cross Sensitivity: kurang dari 0.02 mV/mV.
Dalam penelitian ini selain dengan cara analog diatas juga dikembangkan perekaman data secara digital. Untuk memperkuat sinyal analog bisa digunakan Op-Amp (Operational Amplifier) sehingga cukup besar untuk bisa diubah oleh ADC (Analog to Digital Converter). Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada pemakaian ADC adalah,
- Pemilihan alamat (addres) bagi ADC card yang dipasang pada bus komputer,
- Jenis input port yang dipakai misalnya bipolar, dengan range: ±1,2,5 atau 10 V.
- 3. Direct Memory Access (DMA), level 1 atau 3,
- 4. Sinyal pemicu (trigger source), internal atau eksternal,
- 5. Counter Input Clock, internal atau eksternal,
- Interrupt level, IRQ 2 s.d. IRQ 7, yang bisa diset melalui software.
Card ADC yang dipasarkan banyak ragamnya, salah satu jenis card ADC yang sering dipakai adalah buatan PC Laboratory dengan tipe PCL-812 (712E). Diagram Blok dari card tersebut diperlihatkan pada gambar 4.
Kemampuan card ADC tipe PCL 712 ini antara lain memiliki 16 channel masukan sinyal analog tunggal (single ended). Berarti untuk satu sinyal cukup disalurkan lewat satu kabel. Sementara itu, tegangan yang harus diukur dibandingkan dengan ground umum (common ground), sehingga disebut sebagai sinyal mengambang (floating source). Hal ini mempermudah penyiapan perekaman data. Pengaturan perekaman data untuk setiap saluran masukan dilakukan dengan multiplexer.
ADC PCL 712 mempunyai 16 alamat yang berurutan pada input dan outputnya. Beberapa register yang perlu diperhatikan dalam pengubahan sinyal analog ke digital dimana BASE = &H220 adalah.
BASE +4; byte ini bersama-sama dengan bit 0-3 dari byte pada BASE +5 membentuk angka 12 bit sebagai hasil pengubahan A/D. Berarti angka tersebut adalah 0 s.d. 4095,
Gambar 4 Blok diagram dari card ADC tipe PCL 712 untuk pengubahan sinyal analog menjadi digital.
BASE +5; bersama-sama dengan BASE +4 telah dijelaskan diatas. Bit 4 menunjukkan status penyelesaian proses; 0-=siap, 1=tidak siap.
READ bit 7 6 5 4 3 2 1 0
BASE +4 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 BASE +5 0 0 NRDY D11 D10 D9 D8
BASE +10; Bit 0-3 dari register ini berfungsi untuk memilih saluran A/D yang diinginkan; bit 4-7 diabaikan.
Seperti yang disinggung didepan pencuplikan data bisa dilakukan melalui software pemicu yang berasal dari dalam sebagaimana contoh program BASIC berikut, 10 BASE%= &H220
'Base address 20 FOR CH%=0 TO 15 30 GOSUB 70
40 PRINT CH% ,V "Tulis nomor channel 'dan harga tegangan
50 NEXT CH%
60 END
n a a at u
g
n
ıl
ıi
y
ri
I
n
70 '***** A/D Routine *******
80 OUT BASE%+10, CH% 'Pilih channel
90 OUT BASE%+11,1 'Trigger A/D converter
100 'Ulangi jika pengubahan belum lengkap
110 HI = INP (BASE% + 5)
_120 IF HI>= 16 THEN 110 130 'Baca A/D low byte
140 LO = INP (BASE% + 4)
150 'Pengubahan harga kedalam tegangan
160 'Kurangi dengan 2048, karena inputnya
170 'bipolar +1 Volt s.d. -1 Volt.
180 V = (HI * 256 + LO - 2048)* 10/4096
190 RETURN
Perekaman data digital bisa langsung dilakukan sewaktu proses pemesinan berlangsung atau sinyal analog direkam dahulu pada Casette Data Recorder untuk kemudian dengan menggunakan ADC diatas sinyal tersebut diubah menjadi sinyal digital sehingga bisa diolah lebih lanjut dengan menggunakan Komputer. Untuk ini telah dipersiapkan program pengolahan Data termasuk pengarsipan data yang diperlukan (jenis pahat, benda kerja, konisi pemesinan, dsb.). Program pengambilan data ini ditunjukkan dengan Diagram Alir seperti gambar 5.
Gambar 8 Diagram Alir pengambilan data analog dikonversikan ke data digital disertai dengan pengubahan besaran votase menjadi besaran gaya atau momen.
4. Analisis Data
Percobaan pengefreisan dilakukan dengan menggunakan benda kerja baja (AISI 4130 dan AISI 4340) dan Aluminium. Pahat Karbida (Face Mill, \(\phi=100\) mm, z=8) digunakan untuk mengefreis baja dan pahat HSS (End Mill, \(\phi=16\) mm, z=4, \(\lambda_s=30^\circ\)) untuk mengefreis Aluminium. Kondisi pengefreisan (x, a, w, n, v<sub>f</sub>) diatur/dipilih sehingga menghasilkan tebal geram rata-rata h<sub>m</sub> dan lebar geram rata-rata b<sub>m</sub> yang tertentu.
Untuk proses freis muka:
\[h_m - f_z \sin \kappa_r \sin \phi_m - f_z (\sin \kappa_r) 2w/(d\phi_r)\] \[b - a/\sin \kappa_r\]
Untuk proses freis dengan End Mill
\[b_m - \frac{d}{2 \sin \lambda_s} \frac{\phi_{\lambda} \phi_c}{\phi_{\lambda} + \phi_c}\]
Tebal geram rata-ratanya adalah, Bagi kondisi posisi \(\phi_{\lambda} < \phi_{c}\) :
\[\overline{h}_{m} - f_{z} \left[ \cos \phi_{1} - \cos \phi_{2} + \cos (\phi_{2} - \phi_{\lambda}) \right]\] \[- \cos (\phi_{1} + \phi_{\lambda}) \left[ 2 \phi_{\lambda} \right]\]
Bagi kondisi posisi \(\phi_{\lambda} \ge \phi_{c}\):
\[\bar{h}_m - f_z(\cos\phi_1 - \cos\phi_2)/\phi_c\]
Berdasarkan Machining Data yang ada rumus Tahanan/Gaya Potong Spesifik adalah (rumus 9),
\[k_{sm} - k_{s1,1} h_m^{-p}\]; N/mm2
Rumus diatas tidak mengandung harga lebar geram b (atau \(\overline{b}\) ).
Untuk membuktikan rumus diatas maka dilakukan percoban dengan mengikut sertakan juga variabel lebar geram. Jadi bentuk rumus empiriknya menjadi,
\[k_s - k_{s1.1} h^{-p} b^{-q}\]
Jika dari data percobaan setelah dianalisis dengan Teknik Regresi Multidimensi ternyata pangkat lebar geram bisa dianggap sama dengan nol maka rumus pada Machining Data tersebut bisa diakui kebenarannya.
Data untuk melakukan Analisis Regresi Multidimensi berupa suatu set variabel ( \(y_i\), \(x_{1,i}\), \(x_{2,i}\)....\(x_{m,i}\)), dimana,
\(y_i\) = variabel yang diamati; dalam hal ini log (\(k_{sm}\)),
\(x_{1,i}, x_{2,i}...x_{m,i} = m\) variabel yang ditetapkan; dalam hal ini log (hatau \(h_m\)) dan log (batau \(h_m\)).
Bentuk fungsi linearnya:
\[Y - a_0 + b_1 x_1 + b_2 x_2 + \dots + b_m x_m\]
\(a_0 - \overline{y} - b_1 \overline{x}_1 - b_2 \overline{x}_2 - \dots - b_m \overline{x}_m\)
Dengan analisis regresi ini dapat dicari harga parameternya \(b_i\) (dalam hal ini p dan q) beserta harga deviasi standardnya (\(s_{bl}\), \(s_{b2}\), ... \(s_{bm}\)). Dengan demikian, selain dapat dicari harga batas-batas selang kepercayaannya (Confidence Interval) juga dapat dilakukan pengetesan apakah masing-masing \(b_{\mu}\) bisa dianggap nol. Jika dapat dianggap nol berarti
variabel yang bersangkutan \(\mathbf{x}_{\mu}\) tidak mempunyai arti dalam rumus empirik yang diajukan. Test yang dipakai adalah Student Test,
\[t = b_{\mu} / s_{b,\mu} \le t_{.95}\] dimana, t<sub>.95</sub> = fraktil 95% dari Distribusi t.
Percobaan dirancang sedemikian rupa sehingga tidak ada korelasi linier antara variabel yang ditetapkan (log h bukan fungsi linier dari log b) supaya ketepatan penentuan pangkatnya (p dan q) sebaik mungkin (standard deviasinya kecil). Salah satu set percobaan dengan hasil analisis regresi adalah seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.
Dari analisis yang ditunjukkan pada tabel 2 ternyata dapat dikatakan bahwa pangkat \(b_{\rm m}\) dapat diabaikan. Dalam hal ini data asli bisa dianalisis kembali dengan regresi linier biasa dengan tanpa menyertakan variabel \(b_{\rm m}\) dan hasilnya adalah,
\[Ln k_{sm} = 7.254209 - 0.342691 h_{m}\]
Jadi \(k_{\rm sl.i}=1414~\rm N/mm^2\), dan p=0.34. Dari tabel 1 bagi Baja Struktur St50 harganya adalah, \(k_{\rm sl.1}=1990~\rm N/mm^2\), dan p=0.25.
Hasil selengkapnya dari percobaan proses freis yang telah dilakukan di Lab. Teknik Produksi Mesin ITB adalah seperti yang ditunjukkan pada tabel 3 dan tabel 4.
4. Kesimpulan
Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa pada umumnya lebar geram b (atau b<sub>m</sub>) tidak bisa diabaikan. Disamping itu, untuk proses freis dengan End Mill yang mempunyai sudut miring \(\lambda_s = 30^\circ\) menunjukkan beberapa hasil yang berbeda bagi kondisi \(\varphi_{\lambda}~<~\varphi_{c}\)dengan kondisi \(\phi_{\lambda} \geq \phi_{c}\). Untuk proses freis dengan Face Mill menunjukkan adanya perbedaan dengan hasil End Mill, yang mana diharapkan mereka serupa hasilnya. Berarti ada suatu kesalahan pada penurunan rumus teoretik dari h<sub>m</sub> maupun b<sub>m</sub>. Sementara masih diusahakan untuk mencari bentuk rumus teoretik yang lebih baik maka percobaan perlu dilakukan bagi material benda kerja lain yang melibatkan berbagai macam kondisi pemesinan.