Tuning Mass-Spring Damper Pada Rekayasa Follower Rest Untuk Meningkatkan Batas Stabilitas Proses Bubut Slender Bar

Abstract

Proses bubut slender bar yang memiliki rasio panjang-diameter (L/D) ≥ 20 dalam proses pengerjaannya membutuhkan steady rest atau follower rest untuk meningkatkan kekakuan dinamik. Follower rest yang asli hanya meningkatkan kekakuan saja, sedangkan follower rest yang dikembangkan disini selain meningkatkan kekakuan juga sekaligus dapat meredam getaran, sehingga dapat meningkatkan batas stabilitas proses pemesinannya. Dalam pembuatan sistem peredam diawali dengan membuat sistem getaran dua derajat kebebasan, data kekakuan yang ada selanjutnya digunakan dalam simulasi sistem peredam dengan dua derajat kebebasan (2DOF) dan 3DOF. Simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak pengolah analisis numerik. Hasil simulasi yang telah sesuai selanjutnya digunakan sebagai dasar dalam mendesain dan membuat sistem peredam. Selanjutnya rekayasa follower rest akan dilakukan dengan menambah mass-spring damper yaitu dengan memberikan massa tambahan tertentu dan pegas tekan dengan nilai kekakuan tertentu. Kemudian akan dilakukan percobaan uji eksitasi dengan menggunakan 5 macam kekakuan pegas masing-masing k1 = 7,924 x 104 N/m, k2 = 1,06 x 105 N/m, k3 = 2,07 x 105 N/m, k4 = 2,78 x 105 N/m, k5 = 4,17 x 105 N/m dan 5 posisi preload dari tiap pegas tersebut untuk mengetahui pengaruh penggunaan sistem peredam dan uji pemotongan dengan proses bubut untuk mengetahui batas stabilitas dari proses pemesinan. Benda kerja yang akan digunakan dalam percobaan adalah slender bar baja ST 60 dimensi Ø35 mm x 800 mm dengan sistem pencekaman chuck-tailstock spindle. Putaran mesin yang akan digunakan adalah 638 rpm dan feeding sebesar 0,06 mm/putaran. Pahat yang akan digunakan adalah pahat insert jenis carbide dengan sudut Kr = 45o. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses bubut slender bar tanpa follower rest, chatter terjadi pada kedalaman potong 0,4 mm dengan tinggi amplitudo 0,385 ms-2. Pada pemotongan menggunakan follower rest dengan adjustable jaw horisontal, chatter terjadi pada kedalaman potong 2,6 mm dengan tinggi amplitudo 0,32 ms-2. Pada pemotongan menggunakan follower rest dengan adjustable jaw horisontal dan adjustable jaw vertikal optimum, chatter terjadi pada kedalaman potong 3,2 mm dengan tinggi amplitudo 0,331 ms-2. Rekayasa follower rest dapat meningkatkan batas stabilitas (chatter) hingga 23,08%.