metodelogi penelitian

1. BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
1.1 Tempat Penelitian
Dalam pelaksanaan penelitian ini benda uji kerjakan di beberapa tempat
antara lain :
1. Proses pemesinan dilakukan di Departemen Logam bagian fabrikasi dan
Las, Pusat Pelatihan PPPPTK/VEDC Malang.
2. Tempat pengujian kekasaran dilakukan di Laboratorium metalorgi
Universitas Negeri Malang.
1.2 Variabel Penelitian
Variabel penelitian di bagi menjadi dua (2) yaitu
 Variabel bebas : Variasi Putaran Spindel, Kecepatan makan
 Variabel terikat : Kekasaran permukaan
1.3 Persiapan Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi mesin bubut,
pahat potong dan benda kerja dan komponen lainnya yaitu :
1.3.1 Alat
1. Mesin Bubut
Mesin bubut yang digunakan adalah mesin bubut tipe standar merk
KINWA tipe CH 530 x 1100 buatan China , yang mengunakan pengerak
motor listrik dengan daya 7,5 KW, Phase 3 dan Frekuensi 50 Hz. Mesin ini
memiliki berat kurang lebih 2500 Kg.
45

2. Gambar 3. 1 Mesin Bubut
(Sumber : Pusat Pelatihan PPPPTK/ VEDC Malang)
2. Pahat Potong
Pahat di gunakan untuk membubut yaitu pahat HSS (High Speed
Steels ; Tools Steels) dengan ukuran ½” x ½” x 4;
Gambar 3. 2 Pahat Bubut
(Pusat Pelatihan VEDC Malang.)
3. Jangka Soron
Digunakan untuk mengukur panjang benda kerja sebelum dipotong
atau di bubut, Jangka sorong yang di gunakan memiliki ketelitian 0,1 mm
spesifikasi sebagai berikut :
Merk : Mitutoyo
Kapasitas : 200 mm
Type : 531 – 108 NE8
46

3. Gambar 3. 3 Jangka Sorong
(Pusat Pelatihan VEDC Malang)
4. Alat Ukur keksaraan Permukaan
Pengujian kekasaran dengan Surface Roughness Tester milik laboratorium
Univ. Negeri Malang. dengan spesifikasi sebagai berikut :
Merk : Mitutoyo SJ – 301
Display Unit : No. 178 – 240 mm
Drive Unit : No. 178 – 230 mm
Detektor : No. 178 – 390 mm
Tegangan Input : AC 220 V, 50 Hz, 21 Amp
Tegangan Output : DC 10 V, 12 Amp
Buatan : Japan
47

4. Gambar 3. 4 Alat Uji Kekasaran
(Laboratorium Metalorgi Teknik Mesin Univ. Negeri Malang)
1.3.2 Bahan
Material yang digunakan adalah Baja Karbon rendah ST 37 dengan
spesifikasi sebagai berikut :
Tabel 3. 1 Material yang terkandung dalam baja ST 37
Jenis Kadar Persentase (%)
Carbon ( C ) 0,17
Silicon ( Si ) 0,3
Manganese ( Mn ) 0,20 - 0,50
Fosfor ( P ) 0,05
Belerang ( S ) 0,05
48

5. Gambar 3. 5 Material ST. 37
(Proses Pembubutan di PPPPTK/VEDC Malang)
1.4 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian merupakan langkah-langkah urutan kerja yang
dilakukan dalam penelitian sampai diperoleh hasil yang diinginkan, adapun
prosedur penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1.4.1 Persiapan Benda Kerja
Sebelum dilakukan proses pembubutan bahan dipotong terlebih dahulu
menggunakan gergaji besi. Adapun ukuran bahan yaitu dengan diameter 32 mm
dan Panjang benda uji 45 mm, dan bahan yang digunakan dalam penelitian kali
ini sebanyak 9 spesimen.
Gambar 3. 6 Material Uji yang sudah di bubut
49

6. 1.4.2 Proses Pemesinan
Setelah bahan dipotong sesuai dengan ukuran, kemudian dilakukan proses
pemesinan, menggunakan mesin bubut yang telah ditentukan. Sebelum
dilakukan proses pemesinan sampel diberi kode tertentu agar mudah
diidentifikasi selama proses pemesinan dan proses pengujian kekasaran, dengan
rincian sebagai berikut :
a. Sampel 1, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
490 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 10 mm/menit.
b. Sampel 2, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
490 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 20 mm/menit.
c. Sampel 3, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle(n) sebesar
490 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 30 mm/menit.
d. Sampel 4, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
650 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 10 mm/menit.
e. Sampel 5, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
650 rpm dan gerak makan (Vf) sebesar 20 mm/menit.
f. Sampel 6, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
650 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 30 mm/menit.
g. Sampel 7, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
950 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 10 mm/menit.
h. Sampel 8, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
950 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 20 mm/menit.
50

7. i. Sampel 9, dilakukan proses pemesinan dengan putaran spindle (n) sebesar
950 rpm dan gerak makan (vf) sebesar 30 mm/menit.
1.4.3 Pembubutan Benda Kerja
Pembuatan benda kerja dilakukan dengan menggunakan mesin bubut yaitu
dengan cara material poros dipasang pada pencekam bubut dan dilakukan
pengecekan posisi center benda kerja seperti terlihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3. 7 Proses pemasangan benda kerja ke Chuck Mesin bubut
(Sumber : Muhamad Choirul Azhar (Skripsi 2014))
Selanjutnya pemasangan pahat potong pada tool post dan dudukan pahat.
Pemasangan pahat dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3. 8 Proses pemasangan pahat potong
51

8. Proses selanjutnya adalah melakukan pemotongan awal dengan kedalaman
potong 0,5 mm dengan panjang pemotongan 45 mm dan putaran 250 rpm.
Tujuannya adalah untuk membersihkan permukaan benda kerja agar bersih dari
kotoran dan permukaan yang tidak rata. Setelah pemotongan awal dilanjutkan
dengan proses finishing. Pada proses finishing kedalaman penyatan yang
diberikan adalah 1,5 mm dengan panjang penyatannya adalah 30 mm, dan putaran
Spindel yang telah di tentukan yaitu (490 Rpm, 650 Rpm, 950 Rpm), Proses
pembuatan benda kerja dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3. 9 Proses dan Hasil pembuatan benda kerja
(sumber : PPPPTK/VEDC Malang)
52

9. 1.4.4 Pengujian Kekasaran
Pengukuran tingkat kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan
Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-301. Alat ini digunakan untuk mengukur
tingkat kekasaran permukaan benda kerja setelah dilakukan proses pemesinan.
Gambar 3. 10 Surface Roughness Tester Mitutoyo SJ-301
(Sumber : Laboratorium metalorgi Universitas negeri Malang)
Cara kerja alat ini adalah saat memulai pengukuran, atur Mitutoyo SJ-301
pada bidang kerja dan tekan (Start /Stop). Setelah tombol start ditekan maka
stylus atau peraba akan betgerak mundur sejauh panjang sampel yang akan
diukur. Kemudian stylus atau peraba bergerak maju sejauh panjang sampel yang
diukur, dan melakuakan perabaan permukaan benda kerja.
Gambar 3. 11 Bagian Alat Ukur Kekasaran Permukaan Mitutoyo SJ-301
53

10. Setelah pengukuran sempurna atau lengkap, hasil pengkuran akan
ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal Display) untuk penegasan. Berikut ini
adalah diagram alir dari proses pengukuran keksaran permukaan.
Gambar 3. 12 Diagram Alir Pengukuran Kekasaran Permukaan
Mitutoyo SJ-301
Hasil perbaan stylus pada permukaan benda kerja akan diterima dalam
bentuk pulsa, kemudian bentuk ini oleh triger dijadikan atau diubah menjadi
bentuk rata, untuk memudahkan dalam proses perubahannya menjadi bilangan
biner. Informasi dalam bentuk bilangan biner ini kemudian dikonversi menjadi
data angka dalam satuan μm dan ditampilkan pada layar LCD.
Hasil pengukuran dan komunikasi SJ-301 disediakan dengan fungsi pada
keluaran hasil pengukuran, dan komunikasi dengan eksternal device melalui
interface RS- 32C. Jika SJ-301 dihubungkan pada Mitutoyo Digimatic data
prosesor (DP-1HS) hal ini dapat mengeluarkan hasil pengukuran (termasuk unit
pengukuran). Berikut ini prosedur pengukuran :
1. Pindahkan dua sekrup pengaman pada bagian belakang SJ-301, kemudian
pindahkan bagian belakangnya.
2. Gunakan kabel penghubung untuk menyambungkan SJ-301 dan DP- 1HS.
54

11. 3. Tekan tombol (parameter) pada SJ-301 sehingga objektif pengukuran
ditampilkan.
4. Tekan (power data) pada SJ-301 dan tombol (data) DP-1HS.
Setelah semua prosedur diatas maka hasil akan dikeluarkan dari SJ-301 ke DP-
1HS.
Gambar 3. 13 Pengujian Kekasaran
1.5 Prosedur Pengambilan dan Pengolahan Data
Setelah dilakukan proses pemesinan dan pengujian kekasaran pada
benda kerja maka akan diperoleh data-data yang menyatakan tentang
kekasaran pada permukaan benda tersebut dan data yang diperoleh kita
masukkan dalam tabel untuk mengklasifikasikan nilai kekasaran permukaan
dari setiap kombinasi permesinan, dan melakukan pengolahan data dengan
metode statistik untuk mengetahui pengaruh yang signifikan dari beberapa
variabel serta menganalisa dari perbedaan respon dari kombinasi perlakuan.
55

12. Tabel 3. 2 Data Hasil Uji Kekasaran Permukaan dengan Kecepatan makan 10
mm/putaran Gerak makan ( f ) = 0,16 mm/putaran
Putaran Spindel
(n)
Kecepatan Makan
(Vf)
Tingkat Kekasaran Ra (μm)
Ra (μm) Ujung Ra (μm) Pangkal
490 10
650 10
950 10
Tabel 3. 3 Data Hasil Uji Kekasaran Permukaan dengan Kecepatan makan 20
mm/putaran Gerak makan ( f ) = 0,33 mm/putaran
Putaran Spindel
(n)
Kecepatan Makan
(Vf)
Tingkat Kekasaran Ra (μm)
Ra (μm) Ujung Ra (μm) Pangkal
490 20
650 20
950 20
Tabel 3. 4 Data Hasil Uji Kekasaran Permukaan dengan Kecepatan makan 30
mm/putaran Gerak makan ( f ) = 0,5 mm/putaran
Putaran Spindel
(n)
Kecepatan Makan
(Vf)
Tingkat Kekasaran Ra (μm)
Ra (μm) Ujung Ra (μm) Pangkal
490 30
650 30
950 30
1.5.1 Prosedur Pengolahan Data Berdasarkan Statistik Korelasi
Analisa mengenai hubungan dua variable membutuhkan data yang terdiri
dari dua kelompok hasil observasi atau pengukuran. Data sedemikian itu dapat
diperoleh di berbagai bidang kegiatan, sehingga menghasilkan pasangan
observasi atau sebanyak ukuran n yang dinyatakan sebagai pasangan terurut (Xi,
56

13. Yi) dimana i = 1,2,…., n. Sebagai contoh, variabel X mungkin merupakan
jumlah uang yang beredar sedangkan variabel Y merupakan indeks harga
barang-barang konsumsi dalam periode tertentu.
Pengukuran tentang derajat keeratan antara Variabel X dan Y tergantung
pada pola variasi atau interelasi yang bersifat simultan dari variabel X dan Y.
Variasi sedemikin itu merupakan variasi bersama (joint variation) X dan Y yang
pengukurannya merupakan masalah korelasi (cerelation). Dalam pengukuran
mengenai derajat keeratan atau korelasi antara dua variabel yang selalu dianggap
dua variabel tersebut terjadi secara simultan. Batas hubungan antara X dan Y
sedemikian itu dapat dinyatakan dalam dua kemungkinan. Kemungkinan X da Y
dependen sempurna atau X dan Y independen sempurna. Variabel X dan Y
dianggap berasosiasi atau berkorelasi secara statistik jika hubungannya terdapat
diantara kedua batas diatas, dimana hubungan kedua variabel dapat dirumuskan
sebagai berikut:
pada hakekatnya, nalai r dapat bervariasi dari -1 melalui 0 hingga + 1. Bila
r = 0 atau mandekati 0, maka hubungan antara kedua variabel sangat lemah atau
tidak terdapat hubungan sama sekali. Bila r = +1 atau mandekati 1, maka korelasi
antara kedua variabel dikatakan positif dan sangat kuat sekali. Bila nilai r = -1
atau mendekati -1, maka korelasinya dikatakan sangat kuat dan negatif. Tanda +
dan – pada koefisien korelasi sebetulnya memiliki arti yang khas. Bila r positif,
maka korelasi antara dua variabel bersifat searah. Dengan lain perkataan,
57

14. kenaikan/penurunan nilainilai X terjadi bersama-sama dengan kenaikan atau
penurunan nilai-nilai Y. Sebaiknya, bila r negatif kenaikan nilai-nilai X terjadi
bersama-sama penurunan nilai-nilai Y atau sebaliknya.
1.5.2 Prosedur Pengolahan Data Berdasarkan Uji Hipotesis
Pada umumnya, statistisi menggunakan statistik uji (tes statistik) t
sebagai dasar pengambilan keputusan dalam prosedur pengujian hipotesis yang
menggunakan jumlah sampel kecil katakanlah kurang dari 30, maka dasar
keputusan dalam prosedur pengujian hipotesis akan menggunakan statistik uji t
dan dapat dirumuskan sebagai berikut :
thitung < ttabel tidak signifikan
thitung > ttabel signifikan
kwantitas t diatas memiliki distribusi t dengan derajat bebas besaran n-2.
Dengan df = n-2, patut diingat bahwa statistik uji diatas dapat digunakan secara
memuaskan andaikan X dan Y memang didistribusikan secara normal atau
mendekati normal. Disamping itu statistik uji tersebut dapat digunakan untuk
menguji apakah r benar – benar beda dari nol secara berarti.
58

15. 1.6 Diagram Alir Penelitian
Gamabar 3. 1 Diagram alir penelitian
59