3 hal penting tentang kekasaran permukaan (surface roughness) pada hasil proses pembubutan

Sobat Mesin, pada artikel terdahulu kita pernah bicara tentang bagaimana merencanakan proses pembubutan yang efektif dan efisien, sedangkan pada artikel kali ini kita akan membahas tentang kekasaran permukaan (surface roughness) pada benda kerja hasil proses pembubutan.

Salah satu ukuran kualitas hasil pembubutan pada pekerjaan pembubutan muka, pembubutan memanjang maupun pengeboran adalah dengan memeriksa kekasaran permukaannya, biasanya ukurannya diberi sebutan N (misal N6 atau N7) atau juga dengan ukuran Ra.

Naah…. Apa sih yang dimaksud dengan kekasaran permukaan (surface roughness) itu sendiri? Silahkan disimak dengan seksama yaa penjelasan berikut ini.

Kekasaran permukaan (surface roughness)

Kekasaran permukaan (surface roughness), yang digunakan untuk menentukan dan mengevaluasi kualitas suatu produk benda kerja, adalah salah satu atribut kualitas utama dari produk hasil proses pembubutan. Dimana kita ketahui bahwa proses pembubutan adalah metode yang paling umum digunakan untuk memotong benda kerja khususnya untuk finishing komponen mesin.

Kekasaran permukaan (surface roughness) juga merupakan ukuran kualitas teknologi suatu produk dan merupakan faktor yang sangat mempengaruhi biaya produksinya. Selain itu juga diperlukan untuk memantau proses untuk mendapatkan akurasi pemesinan dan efisiensi proses.

Kekasaran permukaan (surface roughness) dari suatu produk hasil pemesinan dapat mempengaruhi beberapa atribut fungsional produk, seperti kontak yang menyebabkan gesekan permukaan, keausan, pantulan cahaya, transmisi panas, kemampuan mendistribusikan dan menahan pelumas, pelapisan, dan ketahanan terhadap kelelahan.

Hal ini menggambarkan geometri permukaan hasil pemesinan dan dikombinasikan dengan tekstur permukaan. Namun perlu diketahui bahwa mekanisme di balik pembentukan kekasaran permukaan tersebut sangat rumit dan sangat bergantung pada proses pemesinannya.

Faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan

Sebagaimana dijelaskan tadi bahwa metode umum untuk mengevaluasi kinerja pemesinan dalam operasi pembubutan didasarkan pada kekasaran permukaan. Pada dasarnya, kekasaran permukaan sangat berkorelasi dengan parameter pemotongan seperti radius insert, laju umpan (feed rate), dan kedalaman pemotongan akan tetapi tidak berkorelasi kuat dengan kecepatan potong.

Radius insert yang dimaksud adalah radius pada ujung sisi sayat insert atau pahat. Makin kecil radiusnya maka akan dapat menghasilkan permukaan dengan tingkat kekasaran yang lebih rendah. Namun juga dengan tetap dipengaruhi oleh factor yang lainnya.

Sedangkan feed rate adalah jarak tempuh ujung mata sayat pahat/insert dalam setiap putaran benda kerja. Pengaturan ini terdapat pada setting awal ketika mempersiapkan mesin bubut dan hanya bisa digunakan jika proses pembubutan dijalankan secara otomatis.

Kedalaman pemotongan adalah tebal penyayatan yang dikenakan pada sisi sayat pahat/insert. Untuk lebih jelasnya tentang parameter pemotongan ini dapat dibaca lebih rinci pada artikel berikut: Parameter pemotongan pada proses pembubutan

Pengukuran kekasaran permukaan (surface roughness)

Ada beberapa cara untuk menggambarkan kekasaran permukaan (surface roughness) yang digunakan dalam aplikasi industri, yaitu: kekasaran rata-rata (Ra), kekasaran root-mean-square (rms) (Rq), dan maximum peak-to-valley roughness (Ry atau Rmax). Pada artikel ini kita akan fokus pada pembahasan kekasaran rata-rata (Ra).

Ra didefinisikan sebagai nilai aritmatika dari keberangkatan profil dari garis tengah sepanjang panjang sampling seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Atau dengan kata lain dapat dijelaskan bahwa kekasaran rata-rata (Ra) adalah luas antara profil kekasaran dan garis rata-ratanya, atau integral dari nilai absolut tinggi profil kekasaran terhadap panjang evaluasi.

Profil kekasaran permukaan (surface roughness)
Profil kekasaran permukaan (surface roughness)

Untuk menghitung nilai kekasaran rata-rata tersebut dapat merujuk pada persamaan matematika sebagaimana berikut:

rumus perhitungan kekasaran rata-rata (Ra)
rumus perhitungan kekasaran rata-rata (Ra)

di mana Ra adalah simpangan rata-rata aritmatika dari rata-rata garis, L adalah panjang sampling, Y ordinat profil melengkung.

Ada banyak metode pengukuran kekasaran permukaan, seperti menggunakan blok spesimen dengan mata atau ujung jari, mikroskop, instrumen jenis stylus, instrumen tracing profil, dll. Foto alat yang digunakan saat bekerja ditunjukkan pada Gambar berikut di bawah ini.

Alat ukur kekasaran permukaan
Alat ukur kekasaran permukaan

Permukaan model Perthometer M1 alat kekasaran perusahaan Mahr digunakan dalam pekerjaan eksperimental. Alat ukur kekasaran permukaan dengan probe, ukur, dan kontrol dalam panjang dan keliling yang sesuai.

Probe masuk dan keluar lubang saat bepergian di permukaan. Gerakan ini diubah menjadi arus listrik melalui kumparan atau kristal. Setelah meningkatkan arus dengan menggunakan satuan yang sesuai, nilainya ditunjukkan dengan pointer atau digital.

Demikian sekilas tentang kekasaran permukaan (surface roughness) dari suatu produk benda kerja hasil pembubutan.

Referensi