Rancang bangun jig and fixture pelepas d
Rancang bangun jig and fixture pelepas dan pemasang Cutter CNC 3 axis secara universal
Ari Maulana[1]; Daniel Roy Jusanto[1]; Muhammad Firdaus[1]; Wahyu Ristianto[1]; Budi Yuwono[2]
[1] Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Politkenik Negeri Jakarta
[2] Dosen Pembimbing Jurusan Teknik Mesin Politkenik Negeri Jakarta
mohh.firdaus@gmail.com
Abstrak
Alat ini bekerja dengan cara memanfaatkan sumbu putar dan baut pengunci rel untuk mengunci pergerakan
body jig pada sudut tertentu sehingga memudahkan dalam memasang atau melepas cutter milling CNC . Tujuan
rancang bangun ini dibuat untuk untuk memaksimalkan kerja praktikum dan meminimalisir kerusakan cutter milling
CNC pada saat praktikum di bengkel Politeknik Negeri Jakarta.
Komponen alat ini terdiri dari body jig, pengunci, cover body samping, baut sumbu putar, bottom plate, dan
baut pengunci rel.
Metode rancang bangun ini yang pertama adalah identifikasi masalah dengan lingkup bengkel teknik mesin
Politeknik Negeri Jakarta, mendesign dan menentukan bahan apa saja yang cocok digunakan berdasarkan modulmodul kuliah atau dari konsultasi yang ahli dibidangnya
Rancang bangung jig and fixture ini pada dasarnya lebih efektif dan efisien karena bisa melepas dan
memasang cutter milling CNC dengan poisisi yang bisa disesuaikan, dan design yang dibuat lebih sederhana
sehingga harga bahan dan biaya pembuatannya akan lebih murah.
Bahan yang digunakan untuk body jig adalah S 45 C yang berstandar JIS dikarenakan spesifikasi bahan S
45 C tidak melebihi bahan side lock adaptor, sehingga tidak menyebabkan kerusakan pada side lock adaptor saat
membuka atau memasang cutter milling CNC. Bahan pendukungnya lainnya mengunakan ST 41 dikarenakan
harganya yang murah dan mudah didapatkan.
Kata kunci: Jig and Fixtue, mesin CNC 3 Axis, sumbu putar.
Abstract
This tool works by make use of turning axis and rail locking bolt to lock the motion of jig’s body in
specific axis, so that can be simpfily for set up and realeas CNC milling cutter. The objective of this build and
design is maximize work and minimize broken of milling cutter when practic in workshop of State Polytechnic of
Jakarta
The part of this tool consist of the component body jig, locker, side body cover, swivel axis bolt, bottom
plate, and the bolt locking rail.
The methods of this build and design , the first is identification of problem in Mechanical Enginering
workshop of State Polytechnic of Jakarta, designing, and make certain about the material which is suitable based on
literatures and consultation with lecturer who competent at this topic.
This designing and buildng jig and fixture basicly more effective and efficient, because it can release and
set up in any suitable postion , and design are made simpler so that the price of materials and manufacturing costs
will be cheaper.
The material used for jig’s body is S 45 C, the standard is JIS. Because of spesificarion S 45 C material
not exceed the material side lock adaptor , so it’s not caused broken of side lock adaptor when releasing or
setting up CNC milling cutter. Another supporting material use ST 41, because of the price is cheap and easy to
obtained
Keywords : Jig and Fixture, CNC machine 3 axis, turning axis.
1)Pendahuluan
Latar belakang
Keadaan bengkel Teknik Mesin di Politkenik Negeri Jakarta yang saat ini masih belum
mampu untuk melengkapi alat-alat pembantu (penunjang) dalam proses pembelajaran
mahasiswa, disebabkan karena harga yang cenderung mahal dari alat-alat penunjang tersebut.
Alat-alat penunjang ini sebenarnya sangat mampu untuk membantu produktifitas pada saat
praktikum dan meminimalisir kerusakan peralatan-peralatan (khusunya dalam hal ini alat-alat
potong) pada saat praktikum.
Untuk mengatasi masalah tersebut, penulis mencoba membantu dalam melengkapi salah
satu alat penunjang tersebut untuk digunakan di bengkel teknik mesin Politeknik Negeri Jakarta,
yaitu sebuah alat bantu untuk pelepasan dan pemasangan cutter pada mesin CNC milling yang
biasanya disebut “ Jig and Fixture “.
Salah satu alasan penulis untuk merancang jig and fixture dengan sedemikian rupa yaitu
agar dapat dibuat dengan sangat mudah, sehingga akan berguna terhadap keamanan tambahan
bagi operator serta untuk membantu dalam suatu pekerjaan tertentu.
Kenggulan alat yang penulis buat ini dapat melepas dan memasang cutter CNC milling
secara vertikal dan horizontal secara sekaligus dalam satu alat. Dibandingkan dengan Jig and
Fixture yang telah ada sebelumnya, yang hanya memiliki satu fungsi saja, yakni membuka cutter
CNC milling secara vertikal / horizontal saja. Alat ini akan lebih efisien dalam penggunaanya.
2)Teori
Fixture adalah sebuah alat khusus yang digunakan untuk menempatkan dan menahan
dengang kuat sebuah benda kerja dalam posisi yang tepat selama operasi manufaktur. Pada
umumnya fixture disertai dengan alat untuk menahan dan menjepit benda kerja. Selain itu, bisa
juga memiliki perangkat untuk memandu alat sebelum atau selama operasi. Jadi jig adalah jenis
fixture yang berfungsi untuk menahan alat untuk proses pengeboran pada umumnya atau operasi
lainnya.Dengan demikian Jig and fixture merupakan “perkakas bantu” yang berfungsi untuk
memegang atau mengarahkan benda sehingga proses manufaktur suatu produk dapat lebih
efisien, karena tidak merusak mesin
Rancang bangung jig and fixture pelepas dan pemasang Cutter milling CNC secara
universal ini merupakan mesin/alat yang terdiri dari beberapa komponen yang dirangkaikan
menjadi satu unit sistem. Pembagian komponen tersebut berdasarkan pada elemen-elemen yang
memiliki fungsinya masing-masing. Pembagian elemen-elemen tersebut umumnya adalah
sebagai berikut:
A. Cover
B. Body
C. Base Plate
D. Pengunci
E. Material
a). Cover
Berfungsi untuk mengunci sidelock adaptor / end mill pada saat sudah terpasang pada body dari
arah samping bawah .
b). Body
Berfungsi sebagai peletak sidelock adaptor / end mill agar mudah dalam penguncian dan pada
saat memasang / melepas cutter milling.
c). Base Plate
Berfungsi sebagai dudukan dari body, cover dan pengunci.
d). Pengunci
Bentuk pengunci ini dibuat sedemikian rupa sehingga pada saat sidelock adaptor terpasang dapat
dikunci agar tidak goyang pada saat melepas/memasang cutter .
e). Material
Dalam rancang jig and fixture pemasang dan pelepas cutter pada mesin CNC Milling
perlu dipilih suatu bahan dan material baja yang mempunyai karakteristik yang baik sesuai
dengan peruntukannya , misalnya keras dan elastisitasnnya tinggi.
3)Metodologi
3.1 Pendahuluan
Pada tahap pertama yang dilakukan adalah mencari ide untuk pembuatan alat, diambil
dari kekurangan-kekurangan peralatan penunjang yang ada di Bengkel Teknik Mesin Politeknik
Negeri Jakarta.
3.1.1 Survei (Penentuan Bahan dan Pemilihan Mesin)
Setelah didapat alat apa yang akan dibuat maka dilakukan survei penentuan bahan apa
yang diperlukan untuk pembuatan Jig dan Fixture untuk Mesin CNC Milling perlu dipilih suatu
bahan dan material baja yang mempunyai karakteristik yang baik sesuai dengan peruntukannya ,
misalnya keras, elastisitasnnya tinggi. Lalu, menentukan mesin apa saja yang akan digunakan
pada proses pembuatan Jig dan Fixture.
3.1.2 Tinjaun Pustaka
Menetukan teori-teori dasar yang digunakan pada saat pembuatan Jig dan Fixture.
Diambil dari modul-modul kuliah, buku literatur, atau konsultasi kepada pembimbing/dosen
yang ahli pada bidang tersebut
3.2 Pengumpulan Data
a). Teknik Observasi Langsung
Teknik pengumpulan data dengan observasi langsung adalah pengamatan langsung
terhadap objek maupun subjek penelitian untuk mendapatkan data. Dengan cara pengamatan
langsung peneliti dapat mencatat segala sesuatu kejadian yang sedang terjadi pada saat proses
pembelajaran berlangsung. Dari pengamatan langsung peneliti dapat memperoleh data dari
subjek, baik yang tidak dapat berkomunikasi secara verbal atau yangtidak mau berkomunikasi
secara verbal.
b). Teknik Wawancara
Teknik wawancara adalah proses memperoleh keterangan untuk tujuan penelitian dengan
cara tanya jawab, sambil bertatap muka antara si pewawancara (peneliti) dan responden,
menggunakan alat yang dinamakan panduan wawancara.
c).
Teknik Dokumentasi
Teknik dokumentasi ialah cara peneliti untuk memperoleh informasi dari bermacammacam sumber tertulis atau dokumen yang berupa gambar, foto dan lampiran dari responden
yang mendukung penelitian.
3.3 Identifikasi Masalah
Pada tahap ini identifikas masalah dibagi-bagi berdasarkan point-point beriku:
a) Seberapa besar alat tersebut menunjang produktifitas
b) Efesiensi kinerja alat dibanding alat-alat yang sudah ada
c) Harga bahan dan proses yang diperlukan dalam pembuatan alat
3.4 Penentuan Spesifikasi
Penentuan Spesifikasi ditentukan berdasarkan point-point berikut:
a) Ukuran arbor yang tersedia di Bengkel Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta
b) Karakterisik bahan atau material yang baik untuk digunakan pada pembuatan Jig dan
Fixture
c) Harga bahan material yang akan digunkan pada pembuatan Jig dan Fixture
3.5 Perancangan dan Pembuatan
Proses Perancangan dilakukan setelah ditentukan spesifikasi-spesifikasi yang diperlukan
untuk pembuatan Jig dan Fixture berdasarakan Arbor yang tersedia, serta menetukan jenis
material yang akn digunakan agara alat bisa berfungsi baik dengan harga yang murah.
Proses pembuatan dilakukan setelah proses perancangan, memilih proses permesinan apa
saja yang diperlukan untuk membuat alat tersesbut dengan hasil yang akurat.
3.6 Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui seberapa baik kinerja alat dan seberapa
efektif pengguaan alat dalam penunjang proses pembelajaran.Point-point yang diuji adalah
sebagai berikut:
a) Seberap efektif alat untuk menunjang proses permesinan, dilihat berdasarkan waktu
yang diperlukan untuk melepas dan memasang cutter CNC milling.
b) Kepresisian alat yang dibuat dangan melihat kesesuaian arbor dengan Jig dan Fixture
yang dibuat
3.7 Kesimpulan
Pada tahap ini adalah tahap akhir dari metode pelaksanaan, menyimpulkan hal-hal yang
telah dijabarkan pada identifikasi masalah dan saran-saran yang berkaitan pada saat proses
perancangan ataupun pembuatan
4)Analisis
4.1 Efesiensi Kinerja Alat
Jig and Fixture ini berfungsi untuk melepas dan memasang cutter CNC milling secara
vertikal dan horizontal secara sekaligus dalam satu alat. Dibandingkan dengan Jig and Fixture
pelepas dan pemasang cutter CNC milling yang telah ada sebelumnya, yang hanya memiliki satu
fungsi saja, yakni membuka cutter CNC milling secara vertikal / horizontal saja. alat ini akan
lebih efisien dalam penggunaanya.
4.2 Perancangan Dari Design
Jig and Fixture ini dibuat dengan mengabungkan dua fungsi secara sekaligus, yakni
membuka cutter CNC milling secara vertikal dan horizontal, selain itu alat ini dilengkapi dengan
pengikat yang berfungsi sebagai penahan arbor pada saat dipasang ke alat agar arbor tidak jatuh
atau slip saat cutter milling CNC dilepas. Untuk design lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar
A.
Gambar A. Rancangan Jig and Fixture pelepas dan
pemasang cutter milling CNC secara
universal
Komponen-komponen dari jig and fixture ini adalah;
1) Sidelock adaptor, sebagai rumah tempat cutter milling yang akan dibuka.
2) Body Jig, yang digunakan untuk meletakan arbor agar mudah dalam penguncian dan
pada saat memasang atau melepas cutter milling.
3) Pengunci, yang berfungsi untuk mengunci arbor saat sudah dipasang pada body sehingga
saat memasang atau melepas cutter milling arbor tidak akan terlepas pada body.
4) Cover body samping, digunakan untuk memasang body jig tempat dudukan arbor, rel,
dan sumbu pemutar body jig.
5) Baut sumbu putar, yang digunakan sebagai sumbu putar body jig saat akan diatur pada
sudut tertentu.
6) Rel, digunakan untuk pergerakan body jig pada sudut tertentu sehingga pemudahan
dalam pelepasan atau pemasangan arbor cutter milling.
7) Bottom plate, digunakan untuk meletakan komponen-komponen pada point sebelumnya.
8) Baut pengunci rel, yang digunakan untuk menyesuaikan posisi jig/mengunci body jig saat
sudah diatur pada sudut tertentu.
4.3 Bahan material
Dalam rancang jig and fixture pemasang dan pelepas cutter pada mesin CNC Milling
perlu dipilih suatu bahan dan material baja yang mempunyai karakteristik yang baik sesuai
dengan peruntukannya , misalnya keras dan elastisitasnnya tinggi. Bahan yang penulis gunakan
dalam rancang bangun jig and fixture ini adalah S 45 C untuk body jig dan ST 41 untuk bahan
pendukung lainnya.
Bahan S 45 C untuk body jig yang berstandar JIS dipilih dengan pertimbangan dan alasan
sebagai berikut :
a) Kekerasan dan Spesifikasi bahan S 45 C tidak melebihi bahan side lock
adaptor.dikarenakan apabila spesifikasi dan kekerasannya melebihi side lock adaptor,
maka akan merusak side lock adaptor tersebut.
b) Bahan S 45 C mudah didapatkan di pasaran.
c) Harganya murah
Untuk bahan side lock adaptor adalah 40Cr steel atau sama dengan SCr440 berstandar
JIS. Berikut merupakan perbandingan kekuatan antar S 45 C dan SCr440 berstandar JIS.
a) Kekerasan
SCr440 = 52 HRC
S 45 C = 44 HRC
b) Kuat Tarik
SCr440 = 1905 Mpa
S 45 C = 569 Mpa
Bahan ST 41 untuk bahan pendukung lainnya dipilih dengan pertimbangan dan alasan
sebagai berikut :
a) Bahan ST 41 mudah didapatkan di pasaran
b) Harganya lebih murah dibandingkan dengan S 45 C yang mana hanya digunakan sebagai
bahan tambahan untuk pengunci, cover body, bottom plate, sehingga dapat menghemat
biaya.
4.4 Biaya Bahan Baku
Berikut adalah rincian biaya bahan baku utama yang digunakan dalam pembuatan jig and
fixture dapat dilihat pada tabel A.
Tabel A. Biaya bahan baku utama jig and fixture secara universal
BIAYA BAHAN BAKU UTAMA
No
Bahan
Unit
Biaya Satuan
( Rp )
Biaya yang
diperlukan ( Rp )
1
Base Plate tebal 25 mm ( Baja ST 41 )
12 ( Kg )
16,000
192,000
2
Body ( Baja S 45 C )
4 ( Kg )
18,000
72,000
3
Pengunci side lock adaptor ( ST 41 )
1 (Kg )
16,000
16,000
4
Baut sumbu putar & Pengunci gerakan
body ( Baja silinder ST 41 Ø 40 mm )
3 ( Kg )
16,000
48,000
TOTAL
328,000
Tabel B. Biaya bahan baku utama jig and fixture secara vertical atau horizontal
BIAYA BAHAN BAKU UTAMA
No
Bahan
Unit
Biaya Satuan
( Rp )
Biaya yang
diperlukan ( Rp )
1
Base Plate tebal 25 mm ( Baja ST 41 )
6 ( Kg )
16,000
96,000
2
Body ( Baja S 45 C )
4 ( Kg )
18,000
72,000
3
Pengunci side lock adaptor ( ST 41 )
1 (Kg )
16,000
16,000
4
Baut Body
8 ( Buah )
7,000
56,000
TOTAL
240,000
Tabel diatas menjelaskan biaya bahan baku utama yang digunakan untuk membuat 1 unit
jig and fixture pemasang dan pelepas cutter milling CNC secara universal. Biaya tersebut belum
termasuk biaya pengerjaan untuk pembuatan jig and fixture. Pada tabel A dan B bisa dilihat
perbandingan biaya jika jig and fixture tersebut jika dibuat secara universal dan secara
vertical/horizontal dengan design yang sama. Untuk pembuatan jig and fixture secara universal
dibutuhkan biaya bahan baku utama sebesar Rp 328,000. Sedangkan untuk membuat jig and
fixture secara vertical dan horizontal dengan design yang sama membutuhkan biaya Rp 480,000.
Oleh sebab itu penulis membuat jig and fixture secara universal karena dari segi biaya lebih
murah serta lebih efisien karena bisa diatur pada sudut tertentu sesuai dengan keinginan dan
kondisi tertentu di lapangan.
4.5 Cara Penggunaan Alat
Dalam penggunaanya, alat ini dikhususkan untuk membuka cutter CNC milling. Untuk
membuka maupun melepas cutter CNC milling langkah yang dilakukan adalah hampir sama
caranya. Tahapan-tahapan penggunaannya adalah sebagai berikut ;
a) Atur posisi bagian body dimana tempat arbor akan diletakkan sesuai dengan keinginan
kita yaitu secara vertical maupun horizontal ataupun dengan sudut tertentu.
b) Jika posisi body telah sesuai dengan sudut yang diinginkan, atau secara
horizontal/vertical maka kencangkan pengunci body jig.
c) masukan arbor CNC Cutter milling ke dalam body jig.
d) Kunci arbor dengan pengunci yang telah dipasang di sisi luar arbor, sehingga arbor tidak
terlepas ketika proses membuka atau pemasangan Cutter CNC milling tersebut.
e) Proses untuk pemasang cutter CNC milling pada arbor hampir sama dengan proses
pelepasan cutter CNC milling.
5)Kesimpulan
1) Jig and Fixture yang penulis buat lebih efisien dalam penggunaanya karena bisa
digunakan untuk melepas dan memasang cutter CNC milling secara vertikal dan
horizontal secara sekaligus dalam satu alat.
2) Biaya yang lebih murah karena material yang digunakan lebih sedikit kuantitasnya jika
dibandingkan dengan jig and fixture sebelum digabungkan ( Horizontal dan Vertical )
6)Daftar Pustaka
1)
2)
3)
4)
5)
Chapman, W.A.J., Workshop Tecnology, Edward Arnold 1975
Colvin, C.B., Tool Design, American Technical Society & D.B. Taraporevala & Sons Co, Pv, Ltd., 1969
Robert O. Parmley, P.E., Design Manual Jigs and Fixture Second Edition, 1976
Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia Vol. 11, 2009
William E. Boyes, Ramon Bakerjian, Society of Manufacturing Engineers, Jan 1, 1989.
Ari Maulana[1]; Daniel Roy Jusanto[1]; Muhammad Firdaus[1]; Wahyu Ristianto[1]; Budi Yuwono[2]
[1] Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Politkenik Negeri Jakarta
[2] Dosen Pembimbing Jurusan Teknik Mesin Politkenik Negeri Jakarta
mohh.firdaus@gmail.com
Abstrak
Alat ini bekerja dengan cara memanfaatkan sumbu putar dan baut pengunci rel untuk mengunci pergerakan
body jig pada sudut tertentu sehingga memudahkan dalam memasang atau melepas cutter milling CNC . Tujuan
rancang bangun ini dibuat untuk untuk memaksimalkan kerja praktikum dan meminimalisir kerusakan cutter milling
CNC pada saat praktikum di bengkel Politeknik Negeri Jakarta.
Komponen alat ini terdiri dari body jig, pengunci, cover body samping, baut sumbu putar, bottom plate, dan
baut pengunci rel.
Metode rancang bangun ini yang pertama adalah identifikasi masalah dengan lingkup bengkel teknik mesin
Politeknik Negeri Jakarta, mendesign dan menentukan bahan apa saja yang cocok digunakan berdasarkan modulmodul kuliah atau dari konsultasi yang ahli dibidangnya
Rancang bangung jig and fixture ini pada dasarnya lebih efektif dan efisien karena bisa melepas dan
memasang cutter milling CNC dengan poisisi yang bisa disesuaikan, dan design yang dibuat lebih sederhana
sehingga harga bahan dan biaya pembuatannya akan lebih murah.
Bahan yang digunakan untuk body jig adalah S 45 C yang berstandar JIS dikarenakan spesifikasi bahan S
45 C tidak melebihi bahan side lock adaptor, sehingga tidak menyebabkan kerusakan pada side lock adaptor saat
membuka atau memasang cutter milling CNC. Bahan pendukungnya lainnya mengunakan ST 41 dikarenakan
harganya yang murah dan mudah didapatkan.
Kata kunci: Jig and Fixtue, mesin CNC 3 Axis, sumbu putar.
Abstract
This tool works by make use of turning axis and rail locking bolt to lock the motion of jig’s body in
specific axis, so that can be simpfily for set up and realeas CNC milling cutter. The objective of this build and
design is maximize work and minimize broken of milling cutter when practic in workshop of State Polytechnic of
Jakarta
The part of this tool consist of the component body jig, locker, side body cover, swivel axis bolt, bottom
plate, and the bolt locking rail.
The methods of this build and design , the first is identification of problem in Mechanical Enginering
workshop of State Polytechnic of Jakarta, designing, and make certain about the material which is suitable based on
literatures and consultation with lecturer who competent at this topic.
This designing and buildng jig and fixture basicly more effective and efficient, because it can release and
set up in any suitable postion , and design are made simpler so that the price of materials and manufacturing costs
will be cheaper.
The material used for jig’s body is S 45 C, the standard is JIS. Because of spesificarion S 45 C material
not exceed the material side lock adaptor , so it’s not caused broken of side lock adaptor when releasing or
setting up CNC milling cutter. Another supporting material use ST 41, because of the price is cheap and easy to
obtained
Keywords : Jig and Fixture, CNC machine 3 axis, turning axis.
1)Pendahuluan
Latar belakang
Keadaan bengkel Teknik Mesin di Politkenik Negeri Jakarta yang saat ini masih belum
mampu untuk melengkapi alat-alat pembantu (penunjang) dalam proses pembelajaran
mahasiswa, disebabkan karena harga yang cenderung mahal dari alat-alat penunjang tersebut.
Alat-alat penunjang ini sebenarnya sangat mampu untuk membantu produktifitas pada saat
praktikum dan meminimalisir kerusakan peralatan-peralatan (khusunya dalam hal ini alat-alat
potong) pada saat praktikum.
Untuk mengatasi masalah tersebut, penulis mencoba membantu dalam melengkapi salah
satu alat penunjang tersebut untuk digunakan di bengkel teknik mesin Politeknik Negeri Jakarta,
yaitu sebuah alat bantu untuk pelepasan dan pemasangan cutter pada mesin CNC milling yang
biasanya disebut “ Jig and Fixture “.
Salah satu alasan penulis untuk merancang jig and fixture dengan sedemikian rupa yaitu
agar dapat dibuat dengan sangat mudah, sehingga akan berguna terhadap keamanan tambahan
bagi operator serta untuk membantu dalam suatu pekerjaan tertentu.
Kenggulan alat yang penulis buat ini dapat melepas dan memasang cutter CNC milling
secara vertikal dan horizontal secara sekaligus dalam satu alat. Dibandingkan dengan Jig and
Fixture yang telah ada sebelumnya, yang hanya memiliki satu fungsi saja, yakni membuka cutter
CNC milling secara vertikal / horizontal saja. Alat ini akan lebih efisien dalam penggunaanya.
2)Teori
Fixture adalah sebuah alat khusus yang digunakan untuk menempatkan dan menahan
dengang kuat sebuah benda kerja dalam posisi yang tepat selama operasi manufaktur. Pada
umumnya fixture disertai dengan alat untuk menahan dan menjepit benda kerja. Selain itu, bisa
juga memiliki perangkat untuk memandu alat sebelum atau selama operasi. Jadi jig adalah jenis
fixture yang berfungsi untuk menahan alat untuk proses pengeboran pada umumnya atau operasi
lainnya.Dengan demikian Jig and fixture merupakan “perkakas bantu” yang berfungsi untuk
memegang atau mengarahkan benda sehingga proses manufaktur suatu produk dapat lebih
efisien, karena tidak merusak mesin
Rancang bangung jig and fixture pelepas dan pemasang Cutter milling CNC secara
universal ini merupakan mesin/alat yang terdiri dari beberapa komponen yang dirangkaikan
menjadi satu unit sistem. Pembagian komponen tersebut berdasarkan pada elemen-elemen yang
memiliki fungsinya masing-masing. Pembagian elemen-elemen tersebut umumnya adalah
sebagai berikut:
A. Cover
B. Body
C. Base Plate
D. Pengunci
E. Material
a). Cover
Berfungsi untuk mengunci sidelock adaptor / end mill pada saat sudah terpasang pada body dari
arah samping bawah .
b). Body
Berfungsi sebagai peletak sidelock adaptor / end mill agar mudah dalam penguncian dan pada
saat memasang / melepas cutter milling.
c). Base Plate
Berfungsi sebagai dudukan dari body, cover dan pengunci.
d). Pengunci
Bentuk pengunci ini dibuat sedemikian rupa sehingga pada saat sidelock adaptor terpasang dapat
dikunci agar tidak goyang pada saat melepas/memasang cutter .
e). Material
Dalam rancang jig and fixture pemasang dan pelepas cutter pada mesin CNC Milling
perlu dipilih suatu bahan dan material baja yang mempunyai karakteristik yang baik sesuai
dengan peruntukannya , misalnya keras dan elastisitasnnya tinggi.
3)Metodologi
3.1 Pendahuluan
Pada tahap pertama yang dilakukan adalah mencari ide untuk pembuatan alat, diambil
dari kekurangan-kekurangan peralatan penunjang yang ada di Bengkel Teknik Mesin Politeknik
Negeri Jakarta.
3.1.1 Survei (Penentuan Bahan dan Pemilihan Mesin)
Setelah didapat alat apa yang akan dibuat maka dilakukan survei penentuan bahan apa
yang diperlukan untuk pembuatan Jig dan Fixture untuk Mesin CNC Milling perlu dipilih suatu
bahan dan material baja yang mempunyai karakteristik yang baik sesuai dengan peruntukannya ,
misalnya keras, elastisitasnnya tinggi. Lalu, menentukan mesin apa saja yang akan digunakan
pada proses pembuatan Jig dan Fixture.
3.1.2 Tinjaun Pustaka
Menetukan teori-teori dasar yang digunakan pada saat pembuatan Jig dan Fixture.
Diambil dari modul-modul kuliah, buku literatur, atau konsultasi kepada pembimbing/dosen
yang ahli pada bidang tersebut
3.2 Pengumpulan Data
a). Teknik Observasi Langsung
Teknik pengumpulan data dengan observasi langsung adalah pengamatan langsung
terhadap objek maupun subjek penelitian untuk mendapatkan data. Dengan cara pengamatan
langsung peneliti dapat mencatat segala sesuatu kejadian yang sedang terjadi pada saat proses
pembelajaran berlangsung. Dari pengamatan langsung peneliti dapat memperoleh data dari
subjek, baik yang tidak dapat berkomunikasi secara verbal atau yangtidak mau berkomunikasi
secara verbal.
b). Teknik Wawancara
Teknik wawancara adalah proses memperoleh keterangan untuk tujuan penelitian dengan
cara tanya jawab, sambil bertatap muka antara si pewawancara (peneliti) dan responden,
menggunakan alat yang dinamakan panduan wawancara.
c).
Teknik Dokumentasi
Teknik dokumentasi ialah cara peneliti untuk memperoleh informasi dari bermacammacam sumber tertulis atau dokumen yang berupa gambar, foto dan lampiran dari responden
yang mendukung penelitian.
3.3 Identifikasi Masalah
Pada tahap ini identifikas masalah dibagi-bagi berdasarkan point-point beriku:
a) Seberapa besar alat tersebut menunjang produktifitas
b) Efesiensi kinerja alat dibanding alat-alat yang sudah ada
c) Harga bahan dan proses yang diperlukan dalam pembuatan alat
3.4 Penentuan Spesifikasi
Penentuan Spesifikasi ditentukan berdasarkan point-point berikut:
a) Ukuran arbor yang tersedia di Bengkel Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta
b) Karakterisik bahan atau material yang baik untuk digunakan pada pembuatan Jig dan
Fixture
c) Harga bahan material yang akan digunkan pada pembuatan Jig dan Fixture
3.5 Perancangan dan Pembuatan
Proses Perancangan dilakukan setelah ditentukan spesifikasi-spesifikasi yang diperlukan
untuk pembuatan Jig dan Fixture berdasarakan Arbor yang tersedia, serta menetukan jenis
material yang akn digunakan agara alat bisa berfungsi baik dengan harga yang murah.
Proses pembuatan dilakukan setelah proses perancangan, memilih proses permesinan apa
saja yang diperlukan untuk membuat alat tersesbut dengan hasil yang akurat.
3.6 Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui seberapa baik kinerja alat dan seberapa
efektif pengguaan alat dalam penunjang proses pembelajaran.Point-point yang diuji adalah
sebagai berikut:
a) Seberap efektif alat untuk menunjang proses permesinan, dilihat berdasarkan waktu
yang diperlukan untuk melepas dan memasang cutter CNC milling.
b) Kepresisian alat yang dibuat dangan melihat kesesuaian arbor dengan Jig dan Fixture
yang dibuat
3.7 Kesimpulan
Pada tahap ini adalah tahap akhir dari metode pelaksanaan, menyimpulkan hal-hal yang
telah dijabarkan pada identifikasi masalah dan saran-saran yang berkaitan pada saat proses
perancangan ataupun pembuatan
4)Analisis
4.1 Efesiensi Kinerja Alat
Jig and Fixture ini berfungsi untuk melepas dan memasang cutter CNC milling secara
vertikal dan horizontal secara sekaligus dalam satu alat. Dibandingkan dengan Jig and Fixture
pelepas dan pemasang cutter CNC milling yang telah ada sebelumnya, yang hanya memiliki satu
fungsi saja, yakni membuka cutter CNC milling secara vertikal / horizontal saja. alat ini akan
lebih efisien dalam penggunaanya.
4.2 Perancangan Dari Design
Jig and Fixture ini dibuat dengan mengabungkan dua fungsi secara sekaligus, yakni
membuka cutter CNC milling secara vertikal dan horizontal, selain itu alat ini dilengkapi dengan
pengikat yang berfungsi sebagai penahan arbor pada saat dipasang ke alat agar arbor tidak jatuh
atau slip saat cutter milling CNC dilepas. Untuk design lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar
A.
Gambar A. Rancangan Jig and Fixture pelepas dan
pemasang cutter milling CNC secara
universal
Komponen-komponen dari jig and fixture ini adalah;
1) Sidelock adaptor, sebagai rumah tempat cutter milling yang akan dibuka.
2) Body Jig, yang digunakan untuk meletakan arbor agar mudah dalam penguncian dan
pada saat memasang atau melepas cutter milling.
3) Pengunci, yang berfungsi untuk mengunci arbor saat sudah dipasang pada body sehingga
saat memasang atau melepas cutter milling arbor tidak akan terlepas pada body.
4) Cover body samping, digunakan untuk memasang body jig tempat dudukan arbor, rel,
dan sumbu pemutar body jig.
5) Baut sumbu putar, yang digunakan sebagai sumbu putar body jig saat akan diatur pada
sudut tertentu.
6) Rel, digunakan untuk pergerakan body jig pada sudut tertentu sehingga pemudahan
dalam pelepasan atau pemasangan arbor cutter milling.
7) Bottom plate, digunakan untuk meletakan komponen-komponen pada point sebelumnya.
8) Baut pengunci rel, yang digunakan untuk menyesuaikan posisi jig/mengunci body jig saat
sudah diatur pada sudut tertentu.
4.3 Bahan material
Dalam rancang jig and fixture pemasang dan pelepas cutter pada mesin CNC Milling
perlu dipilih suatu bahan dan material baja yang mempunyai karakteristik yang baik sesuai
dengan peruntukannya , misalnya keras dan elastisitasnnya tinggi. Bahan yang penulis gunakan
dalam rancang bangun jig and fixture ini adalah S 45 C untuk body jig dan ST 41 untuk bahan
pendukung lainnya.
Bahan S 45 C untuk body jig yang berstandar JIS dipilih dengan pertimbangan dan alasan
sebagai berikut :
a) Kekerasan dan Spesifikasi bahan S 45 C tidak melebihi bahan side lock
adaptor.dikarenakan apabila spesifikasi dan kekerasannya melebihi side lock adaptor,
maka akan merusak side lock adaptor tersebut.
b) Bahan S 45 C mudah didapatkan di pasaran.
c) Harganya murah
Untuk bahan side lock adaptor adalah 40Cr steel atau sama dengan SCr440 berstandar
JIS. Berikut merupakan perbandingan kekuatan antar S 45 C dan SCr440 berstandar JIS.
a) Kekerasan
SCr440 = 52 HRC
S 45 C = 44 HRC
b) Kuat Tarik
SCr440 = 1905 Mpa
S 45 C = 569 Mpa
Bahan ST 41 untuk bahan pendukung lainnya dipilih dengan pertimbangan dan alasan
sebagai berikut :
a) Bahan ST 41 mudah didapatkan di pasaran
b) Harganya lebih murah dibandingkan dengan S 45 C yang mana hanya digunakan sebagai
bahan tambahan untuk pengunci, cover body, bottom plate, sehingga dapat menghemat
biaya.
4.4 Biaya Bahan Baku
Berikut adalah rincian biaya bahan baku utama yang digunakan dalam pembuatan jig and
fixture dapat dilihat pada tabel A.
Tabel A. Biaya bahan baku utama jig and fixture secara universal
BIAYA BAHAN BAKU UTAMA
No
Bahan
Unit
Biaya Satuan
( Rp )
Biaya yang
diperlukan ( Rp )
1
Base Plate tebal 25 mm ( Baja ST 41 )
12 ( Kg )
16,000
192,000
2
Body ( Baja S 45 C )
4 ( Kg )
18,000
72,000
3
Pengunci side lock adaptor ( ST 41 )
1 (Kg )
16,000
16,000
4
Baut sumbu putar & Pengunci gerakan
body ( Baja silinder ST 41 Ø 40 mm )
3 ( Kg )
16,000
48,000
TOTAL
328,000
Tabel B. Biaya bahan baku utama jig and fixture secara vertical atau horizontal
BIAYA BAHAN BAKU UTAMA
No
Bahan
Unit
Biaya Satuan
( Rp )
Biaya yang
diperlukan ( Rp )
1
Base Plate tebal 25 mm ( Baja ST 41 )
6 ( Kg )
16,000
96,000
2
Body ( Baja S 45 C )
4 ( Kg )
18,000
72,000
3
Pengunci side lock adaptor ( ST 41 )
1 (Kg )
16,000
16,000
4
Baut Body
8 ( Buah )
7,000
56,000
TOTAL
240,000
Tabel diatas menjelaskan biaya bahan baku utama yang digunakan untuk membuat 1 unit
jig and fixture pemasang dan pelepas cutter milling CNC secara universal. Biaya tersebut belum
termasuk biaya pengerjaan untuk pembuatan jig and fixture. Pada tabel A dan B bisa dilihat
perbandingan biaya jika jig and fixture tersebut jika dibuat secara universal dan secara
vertical/horizontal dengan design yang sama. Untuk pembuatan jig and fixture secara universal
dibutuhkan biaya bahan baku utama sebesar Rp 328,000. Sedangkan untuk membuat jig and
fixture secara vertical dan horizontal dengan design yang sama membutuhkan biaya Rp 480,000.
Oleh sebab itu penulis membuat jig and fixture secara universal karena dari segi biaya lebih
murah serta lebih efisien karena bisa diatur pada sudut tertentu sesuai dengan keinginan dan
kondisi tertentu di lapangan.
4.5 Cara Penggunaan Alat
Dalam penggunaanya, alat ini dikhususkan untuk membuka cutter CNC milling. Untuk
membuka maupun melepas cutter CNC milling langkah yang dilakukan adalah hampir sama
caranya. Tahapan-tahapan penggunaannya adalah sebagai berikut ;
a) Atur posisi bagian body dimana tempat arbor akan diletakkan sesuai dengan keinginan
kita yaitu secara vertical maupun horizontal ataupun dengan sudut tertentu.
b) Jika posisi body telah sesuai dengan sudut yang diinginkan, atau secara
horizontal/vertical maka kencangkan pengunci body jig.
c) masukan arbor CNC Cutter milling ke dalam body jig.
d) Kunci arbor dengan pengunci yang telah dipasang di sisi luar arbor, sehingga arbor tidak
terlepas ketika proses membuka atau pemasangan Cutter CNC milling tersebut.
e) Proses untuk pemasang cutter CNC milling pada arbor hampir sama dengan proses
pelepasan cutter CNC milling.
5)Kesimpulan
1) Jig and Fixture yang penulis buat lebih efisien dalam penggunaanya karena bisa
digunakan untuk melepas dan memasang cutter CNC milling secara vertikal dan
horizontal secara sekaligus dalam satu alat.
2) Biaya yang lebih murah karena material yang digunakan lebih sedikit kuantitasnya jika
dibandingkan dengan jig and fixture sebelum digabungkan ( Horizontal dan Vertical )
6)Daftar Pustaka
1)
2)
3)
4)
5)
Chapman, W.A.J., Workshop Tecnology, Edward Arnold 1975
Colvin, C.B., Tool Design, American Technical Society & D.B. Taraporevala & Sons Co, Pv, Ltd., 1969
Robert O. Parmley, P.E., Design Manual Jigs and Fixture Second Edition, 1976
Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia Vol. 11, 2009
William E. Boyes, Ramon Bakerjian, Society of Manufacturing Engineers, Jan 1, 1989.