Perancangan dan Pembuatan Dies Avor Wastafel yohanes

commit to user i

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DIES

AVOR WASTAFEL

PROYEK AKHIR

Diajukanuntukmemenuhipersyaratanguna MemperolehgelarAhliMadya( A.Md )

Program Studi DIII TeknikMesin Disusunoleh :

YOHANES DE BRITO CHRISTIAN D.J ( I 8108032 )

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

commit to user ii

commit to user iii

commit to user iv

MOTTO

 BerdoadanberusahalahsemaksimalmungkindanbiarkanTuhanyang menentukan.

 Janganterlalubanggadenganketenaran “ di ataslangitmasihadalangit “

 Sopo nandurbakalngunduh.

 Rindukanlahmasalalu, Sayangilahmasakini, Cintailahmasadepan Agar gerbangkebahagiaanterbukadisetiap episode kehidupanandasaatini.

commit to user v

PERSEMBAHAN

Sebuahhasilkarya yang kami buat demi menggapai demi sebuahcita-cita, yang

inginsayapersembahkankepada :



Ayah danbundatercinta yang selamainitelah memberimotivasiserta rasa

kasihsayangnya.



Dosenpengampu yang telahmemberikanbimbingandan saran

dalampelaksanaandanpenyusunanlaporanini.



BapakBagusselakukepalabengkel yang telahbanyakmembantupembuatan

dies

avorwastafel.



Rekan-rekanmahasiswa yang telahbanyak member

commit to user vi

ABTRAK

Rancangbangunpunching toolpembuatdies

avorwastafeldibuatsebagaisaranapembelajarandalammerealisasikan proses produksi.

Ide pembuatanpunching tooldies

avorwastafeldiperolehsetelahmelakukanpencarianinformasi. Banyak komponen-komponen rumah tangga yang hanya bisa dibuat dengan proses punchingtool seperti

avor wastafel. Alat ini dibuat agar waktu proses produksi lebih efisien dan efektif. Perancangandiesavorwashtafeldengankapasitasmesin 5 ton meliputi 3 tahapkerja. Tahap pertamaadalah proses forming tool (deep drowing)yang terdiri dari

punch drawing , top plate, stripper plate, dies dan bottom plate. Tahap keduaadalahblanking yang terdiridari shank, punch, dies, danbotton plate.Pada dies blanking dilakukan hardening dengan cara quenching oli. Punch blanking dibor pada bagian tengah sepanjang punch. Tahap ketigaadalahpierching yang terdiridarishank, top plate, punch holder plate, dies holder, dies, bottom plate. Bottom plate dipasang pada bad menggunakan sambungan baut.Semua komponen dikerjakan menggunakan mesin bubut. Sambungan las digunakan untuk menyambung pengunci dengan bottom plate. Proses finising berupa pengamplasan dan pengecatan dilakukan setelah semua komponen selesai dibuat. Tahap terakhir adalah perakitan semua komponen.

Mesinpunch yang telah dirancangmampumembuatavorwashtafeldenganbahan plat galvalum0,5 mm. Mesin yang digunakanadalahmesinpressdengankapasitas 5 ton. Proses pengerjaanmenggunakan sistem independendimanaproses dilakukansatu-persatu yaitu proses blanking, drawingdan piercing. Perancangandanpembuatandies avorwashtafelmembutuhkanbiaya Rp.9.500.000,00.

Kata kunci : 1. Punching tool, dies, avor washtafel, drawing, blanking, piercing.

commit to user vii

KATA PENGANTAR

Denganmemanjatkanpujisyukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang telahmemberikanrahmatdanhidayahNyakepada kami, sehingga kami dapatmenyelesaikanpenyusunanlaporan TUGAS AKHIR denganjudul

“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DIES AVOR

WASTAFEL“.ProyekAkhirinidisusungunamelengkapidanmemenuhisalahsatupersyara tanmemperolehgelarAhliMadyaMesinProduksiFakultasTeknikUniversitasSebelasMar et.

DalampenyelesaianProyekAkhirinitidakmungkindapatterselesaikantanpabantu andariberbagaipihak,baiksecaralangsungmaupuntidaklangsung.Olehkarenaitupadakes empataninipenulismenyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnyakepadasemuapihak yang telahmembantudalampenyelesaianlaporanini, terutamakepada :

1. ZainalArifin, ST, MT selakupembimbing I ProyekAkhir. 2. Eko P.B, ST, MT selakupembimbing II ProyekAkhir.

3. Heru,ST, MT selakuketua Program DIII TeknikMesinUniversitasSebelasMaret. 4. Ayah danibu yang telah banyakmemberibantuanbaikberupa moral maupunmateri. 5. AsistenLaboratorium Proses Produksi yang telahbanyakmemberimasukan.

6. Rekan-rekansatukelompokProyekAkhir.

7. Rekan-rekan D3 TeknikMesinProduksiangkatan 2008, sebagaitemanseperjuangan di FakultasTeknikMesinUniversitasSebelasMaret.

8. Seluruhpihak yang tidakdapatdisebutkansatupersatu, terimakasihatasbantuannyadalammenyelesaikanlaporantugasakhirini.

Semogabudibaikdanpengorbanan yang telahdiberikanmenjadiamalsholeh dan mendapat balasandari Allah SWT. Amiin.

Dalam penyusunan

commit to user viii

saran dankritikdariberbagaipihaksangat diharapkangunapenyempurnaanlaporanini. Agar

laporaninidapatbermanfaatbagimasyarakatluaspadaumumnyadankhususnyabagimahas iswaTeknikMesinFakultasTeknikUniversitasSebelasMaret Surakarta.

Surakarta, Juli 2011

commit to user

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

MOTTO ... iii

PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 1

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 2

1.5Manfaat Proyek Akhir ... 2

1.6Metodologi ... 2

BAB II DASAR TEORI 2.1Pengertian Punching Tool ... 4

2.2 Jenis-jenis Punching Tool ... 4

2.2.1Cutting Tool ... 4

2.2.2Penetrasi ... 9

2.2.3Burr ... 10

2.2.4 Pengaruh Clearance terhadap pemotongan ... 10

2.2.5Secondary Shear... 11

2.2.6Jenis-jenis Cutting Tool... 11

commit to user

vi

2.4Bentuk Konstruksi Punching Tool ... 15

2.4.1Simple press tool atau blank throught ... 15

2.4.2Inverted Blanking Tool ... 16

2.4.3Compound Pres Tool ... 17

2.4.4Progressive Press Tool ... 18

2.4.5 Group Tool ... 19

2.5 Perbandingan Deep Drawing (Ziehverhaeltnis = drawing ratio) ... 20

2.5.1 Gaya-gaya Pada Proses Deep Drawing... 21

2.5.2RadiusdanKelonggaran Drawing (Drawing Radien and Clearance) ... 21

2.5.3Drawing Clearance ... 22

2.5.4 Operasi Potong atau Pemotongan ... 24

2.6 Rumus Gaya Perencanaan Pada Perancangan PressTool ... 24

2.6.1Gaya Forming (Deep Drawing) ... 24

2.6.2 Kerja Drawing (W) ... 26

2.6.3 Gaya Blanking ... 28

2.6.4 Gaya Pierching... 28

2.6.5 Gaya Pegas Stipper ... 28

2.6.6 Gaya Buckling ... 29

2.6.7 Perhitungan Titik Berat Gaya... 31

2.6.8 Ukuran Punch dan Die ... 31

BAB III PERENCANAAN DAN PERANCANGAN 3.1Perencanaan Pembuatan Perkakas Punching Tool ... 35

3.2 Langkah-langkah Pembuatan Perkakas Press Tool ... 36

3.3Perancangan dan Pembuatan Perkakas Press Tool ... 38

3.3.1 Pemilihan Produk Material Benda Kerja (avor Washtafel) ... 38

commit to user

vii

3.3.3 Pemilihan Material Produk Benda Kerja (avor Washtafel) ... 40

3.3.4 Peralatan Yang Digunakan Dalam Proses Pengujian ... 41

3.3.5 Peralatan Yang Digunakan Dalam Proses Pembuatan (Pengerjaan) ... 42

3.3.6 Bahan Pembuat Press Tool ... 42

3.4 Proses Perhitungan Gaya-Gaya Yang Berpengaruh Pada Proses Pengerjaan .. 43

3.4.1 Perhitungan Gaya Pembentukan ... 43

3.4.2 Perhitungan Gaya Potong ... 47

3.4.3 Perhitungan Pegas Stripper ... 49

3.4.4 Perhitungan Punch Terhadap Gaya Buckling ... 50

3.4.5 Perhitungan Dimensi Punch dan Die ... 51

3.5 Prosses Pembuatan Nagian-Bagian Press Tool ... 57

3.5.1Persiapan Proses Pembuatan (Produksi) ... 57

3.5.2 Proses Pembuatan Komponen Deep Drawing ... 58

3.5.3 Proses Pembuatan Komponen Triming ... 67

3.5.4 Proses Pembuatan Komponen Pierching ... 71

3.6 Proses Pengecatan Bagian-Bagian Press Tool ... 80

3.7 Proses Perakitan Bagian-Bagian Press Tool ... 80

3.8 Perawatan Mesin Punch ... 82

BAB IV ANALISA DATA DAN HASIL PENGUJIAN 4.1Langkah-Langkah Pengujian Mesin ... 83

4.1.1Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ... 83

4.1.2Pengujian Punch dan Die Pierching ... 86

4.1.3Pengujian Punch dan Die Blanking... 88

4.2Analisa Perbandingan Dimensi Pada Rancangan Dengan Dimensi Benda Jadi (Aktual) ... 91

4.2.1 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ... 91

commit to user

viii

4.2.3 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ... 92

4.2.4 Analisa Tebal Dies dan Panjang Punch ... 94

4.3Analisa Hasil Pengujian ... 94

4.3.1 Terhadap Material Produk Yang Digunakan ... 94

4.3.2 Terhadap Kemampuan Kerja Mesin Punch ... 97

4.3.3 Terhadap Punch dan Dies yang dibuat ... 98

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 99

5.2 Saran ... 100

DAFTAR PUSTAKA ... 101

commit to user

ix

DAFTARGAMBAR

Gambar 2.1 Punch mulai menekan material ... 5

Gambar 2.2 Penekanan lanjut ... 6

Gambar 2.3 Keretakan yang terjadi pada kedua sisi potong ... 6

Gambar 2.4 Pemotongan terjadi pada dua sisi ... 7

Gambar 2.5 Clearance of cutting tools dan grafik penetrasi ... 8

Gambar 2.6 Blanking ... 12

Gambar 2.7 Piercing ... 12

Gambar 2.8 Trimming ... 12

Gambar 2.9 Parting ... 13

Gambar 2.10 Crooping ... 13

Gambar 2.11 Lanzing ... 14

Gambar 2.12 Bagian punching tool ... 14

Gambar 2.13 Simple press tool ... 16

Gambar 2.14 Blanking tool ... 17

Gambar 2.15Compound press tool ... 18

Gambar 2.16 Progressive press tool ... 19

Gambar 2.17Group tool ... 19

Gambar 2.18Perbandingan drawing pada first drawing ... 20

Gambar 2.19Perbandingan drawing pada second next drawing ... 20

Gambar 2.20Hibungan kebalikan antara m dan β ... 20

Gambar 2.21 Drawing clearance pada perkakas drawing ... 23

Gambar 2.22 Pengaruh radius pada kerja (w) ... 27

Gambar 3.1 Avor wastafel tampak atas ... 38

Gambar 3.2Avor wastafel tampak samping ... 39

Gambar 3.3Avor wastafel yang akan diproduksi ... 39

Gambar 3.4 Clearance ... 51

Gambar 3.5 Shank dan punch drawing ... 59

Gambar 3.6 Top plate ... 60

Gambar 3.7 Baut pengarah ... 61

commit to user

x

Gambar 3.9Stipper plate ... 63

Gambar 3.10 Dudukan spring ... 64

Gambar 3.11 Dies drawing ... 65

Gambar 3.12 iBottom shoe ... 66

Gambar 3.13 Blanking shank ... 67

Gambar 3.14 Punch blank ... 69

Gambar 3.15 Dies blank ... 70

Gambar 3.16 Bottom shoe ... 71

Gambar 3.17 Shank hoder Piercing ... 72

Gambar 3.18 Top plate ... 74

Gambar 3.19Punch holder plate ... 75

Gambar 3.20Punch piercing ... 76

Gambar 3.21Dies piercing ... 77

Gambar 3.22Dies hoder plate ... 78

Gambar 3.23Bottom shoe ... 79

Gambar 4.1Baut stripper terpasang pada top plate ... 84

Gambar 4.2Drawing die dan shoe ... 84

Gambar 4.3Penyetingan punch drawing ... 84

Gambar 4.4(a)Pengatur posisi shoe (b) mengencangkan baut penahan shoe dan bed ... 85

Gambar 4.5 a & b Pemasangan spring dan stripper plate ... 85

Gambar 4.6 a & b Mengencangkan baut stripper ... 85

Gambar 4.7 (a) Mensetting TMA punch drawing(b) Mistar penunjuk TMA... 86

Gambar 4.8Shank beserta punch piercing ... 85

Gambar 4.9Pemasangan punch pierching pada mesin ... 85

Gambar 4.10 Pemasangan shoe dan die piercing pada bed mesin ... 85

Gambar 4.11 a & b Mensetting TMA punch piercing ... 85

Gambar 4.12 Penyetingan posisi TMA ... 85

Gambar 4.13Pemasangan punch blanking pada mesin ... 85

Gambar 4.14(a) Memasang die pada shoe (b) mengencangkan baut ...85

commit to user

xi

Gambar 4.16 (a) Menentukan posisi TMA (b) Mensetting posisi center die

blanking ... 85

Gambar 4.17Penencangan baut penahan shoe ... 85

Gambar 4.18Setting punch blanking jadi ... 85

Gambar 4.19Memastikan penyetingan sudah selesai ... 85

Gambar 4.20Sketsa punch drawing ... 85

Gambar 4.21 Sketsa die drawing ... 85

Gambar 4.22 Foto hasil pengujian menggunakan material aluminium 0,3 mm ... 85

Gambar 4.23 Foto hasil pengujian menggunakan material stainless steel 0,5 mm... 85

Gambar 4.24 Foto pengujian menggunakan material stainless steel 1 mm ... 85

Gambar 4.25(a) Plat galvalum mengalami sobek (b) Plat galvalum berkerut pada bagian atasnya ... 85

Gambar 4.26 Foto hasil pengujian dengan plat galvalum 1 mm... 85

Gambar 4.24 Foto hasil pengujian menggunakan material galvalum 0,5 mm (pengujian berhasil ... 85

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Di dalam dunia industri, terutama dalam industri rumah tangga, banyak sekali kita jumpai alat-alat atau perkakas yang digerakkan oleh mesin press, baik yang ukurannya kecil maupun yang berukuran besar. Kerja mesin perkakas berdasarkan jenis kerjanya terdiri dari berbagai cara seperti ditekan, ditarik, dipotong, dibengkokkan atau ditekuk menjadi suatu profil atau bentuk tertentu. Sedangkan benda kerja ataupun material yang diproses bisa berupa lembaran plat (sheet metal), bentuk profil, pipa-pipa logam dan lain-lain.

Untuk proses pengerjaan semacam ini kita mengenalnya dengan istilah proses

Press Working, yaitu segala proses pengerjaan logam yang menggunakan mesin-mesin press sebagai alat bantu utamanya, yaitu sebagai penggerak atau pemberi gaya. Dalam press working dikenal beberapa macam pengerjaan, tergantung dari perlakuan gaya-gaya itu terhadap material yang dikerjakan. Misalnya dari material atau bahan sheet metal orang bisa memotong secara menggunting, menekuk atau membengkokkan, membentuk menjadi benda berongga tiga dimensi, dan lain-lain. Jadi secara garis besar ada jenis pengerjaan shearing, bending, dan forming atau deep drawing. Dalam pengerjaan yang akan dibuat adalah proses press working

perancangan dan pembuatan dies avor wastafel.

1.2Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam Proyek Akhir ini adalah bagaimana perencanaan dan pembuatan Dies Avor Wastafel.

commit to user

1.3Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah di atas dan agar tidak terjadi kesalahan dalam pemahaman laporan ini, maka perlu adanya pembatasan masalah. Sebagai batasan masalah dalam penyusunan laporan ini adalah :

a. Prinsip kerja mesin punch untuk pembuatan avor wastafel.

b. Perancangan dies dan komponen lainnya. c. Perawatan mesin punch.

d. Estimasi biaya.

1.4Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini antara lain :

a. Mampu merancang dan membuat dies mesin punch yang berteknologi tepat guna. Hal ini meliputi perencanaan, perhitungan dan pemilihan bahan yang digunakan. b. Mengetahui prinsip kerja mesin punch.

1.5Manfaat Proyek Akhir

Adapun manfaat dari pengerjaan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut :

a. Sebagai salah satu syarat kelulusan studi DIII Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

b. Sebagai sarana pengembangan dan penerapan aplikasi keilmuan yang telah didapat dibangku kuliah.

c. Sebagai sarana uji coba kemampuan dan keterampilan dengan mengembangkan gagasan inovatif dalam proses perancangan suatu alat.

1.6Metodologi

Metode yang digunakan dalam menyelesaikan permasalahan yang timbul dari

pembuatan dies avor wastafel mesin punch yaitu: 1. Pengumpulan data dan informasi

commit to user

a. Studi pustaka

Metode yang dilakukan dengan cara mencari buku referensi yang dapat menunjang dalam pembuatan dies avor wastafel mesin punch.

b. Observasi

Metode yang dilakukan dengan cara mencari petunjuk mengenai mesin punch

melalui kunjungan langsung ketempat dimana terdapat mesin punch seperti di bengkel Kartasura.

c. Wawancara

Melakukan wawancara dengan teknisi serta orang-orang yang mengetahui tentang mesin punch.

d. Bimbingan

Pelaksanan bimbingan dilakukan dengan dosen pembimbing Proyek Akhir yang memberikan pengarahan dalam proses pengerjaan dan pembuatan laporan.

2. Pengolahan data

Dari berbagai data dan informasi yang diperoleh, kemudian data dianalisa dan diambil kesimpulan.

3. Pengambilan keputusan

Dilakukan dengan mempertimbangkan berbagai aspek seperti biaya, waktu pengerjaan, alat dan mesin yang digunakan. Dari berbagai pilihan alternative, kemudian dipilih alternative terbaik berdasarkan pertimbangan aspek tersebut. Setelah pemilihan alternative yang digunakan, baru dilakukan proses perancangan, pemilihan bahan dan penyusunan proses pengerjaan dan perakitan.

commit to user

4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian Punching Tool

Punching tool adalah alat bantu yang dibuat dengan tujuan khusus seperti memotong dan membentuk pelat-pelat logam dengan menggunakan punch

sebagai alat penekan.

Alat bantu yang dibuat adalah sebuah punching tool, dimana alat tersebut berfungsi untuk memotong (cutting) dan membentuk (forming) yang merupakan proses-proses yang terjadi pada punch tool.

Pertimbangan penggunaan Punching Tool, sebagai berikut : a. Untuk menghasilkan produk dalam jumlah banyak (massal).

b. Menjamin keseragaman bentuk dan ukuran produk agar tetap sama. c. Operator yang mengerjakannya tidak harus orang yang berpengalaman.

d. Meminimalisasi kegagalan produk hanya memerlukan satu jenis mesin saja,yaitu mesin punching.

e. Penghematan biaya operasional yang terlibat. f. Produktivitas dan efisiensi tinggi.

2.2 Jenis-jenis Punching Tool

Secara garis besar sebuah puncing tool dapat dibedakan menjadi dua bagian,yaitu Cutting tool dan Forming tool.

2.2.1 Cutting tool

a. Operasi pemotongan

Pada setiap pemotongan benda kerja, akan selalu tampak adanya kesamaan prinsip yang harus dicermati bersama. Pada pengerjaan pemotongan kawat, batangan baja, baja profil, ataupun sheet metal, pasti terdapat sepasang gaya yang dipergunakan untuk memotongnya. Besar gaya itu bekerja secara bersama-sama, berlawan arah dengan jarak yang relatif kecil. Karena gayanya berlawanan arah dan berjarak kecil, maka gaya

commit to user

tersebut disebut dengan gaya geser, dan material yang dipotong akan terbentuk sebuah area yang disebut dengan “daerah pergeseran“.

Pada kenyataan dilapangan, gaya-gaya ini akan diberikan oleh sisi potong yang tajam dari alat potong bagian atas dan bagian bawah alat potong yang lain. Sedangkan jarak antara dua gaya tersebut adalah clearance yang harus ditentukan. Untuk perkakas punching tool maka gaya-gaya tersebut diberikan oleh sisi yang tajam dari punch maupun diesnya. Gaya yang diberikan ini akan menciptakan tegangan geser pada daerah pergeseran, dan apabila tegangan geser melebihi besarnya kekuatan geser dari material atau batas gesernya, maka terjadilah pemotongan tersebut.

Untuk proses pemotongan pada cutting tool dilakukan oleh punch dan

dies, salah satu dari alat potong tersebut diam dan yang lainnya bergerak

searah dan tegak lurus dengan alat potong lainnya.

Pada tool yang dibuat, jenis pemotongan yang digunakan yaitu proses

blanking. Blanking adalah jenis proses pemotongan dengan cara menekan benda kerja hingga melewati batas elastis dari material tersebut.

Hal-hal yang terjadi selama proses pemotongan berlangsung antara lain : a. Pemotongan terjadi pada saat sisi potong bagian dalam (punch) menekan

material hingga tembus ke sisi potong lainnya (dies). Punch mulai menekan material, tetapi dalam tahap ini material ditekan dibawah batas elastisitas dari material itu sendiri.

Gambar. 2.1. Punch mulai menekan material PRESURE

radius

radius Penetrasion Stars

commit to user

b. Penetrasi lebih lanjut memberikan tekanan yang dapat melebihi batas elastisitas dari material yang ditekan (deformasi permanen dapat terbentuk apabila punch ditarik) radius dan deformasi dari material mulai terbentuk, proses penetrasinya selesai dan batas kekuatan tariknya kurang lebih sudah tercapai.

Gambar. 2.2.Penekanan lanjut

c. Keretakan-keretakan pada material mulai terjadi akibat adanya penekanan dari kedua sisi potong (punch dan dies).

Gambar. 2.3.Keretakan yang terjadi pada kedua sisi potong

d. Keretakan-keratakan pada material saling bertemu sehingga proses pemotongan terjadi terhadap material. Pencatatan tingkatan dapat dilakukan dari deformasi permanen yang terjadi pada burr material. Pada proses

blanking terdapat pada sisi dies, sedangkan untuk proses pierching terdapat pada sisi punch.

Gambar. 2.4. Pemotongan terjadi pada kedua sisi Penetrasion complete

commit to user b. Cutting clearance

Seperti diketahui, bahwa jarak antara dua gaya yang berlawanan yang ditimbulkan sisi-sisi tajam dari punch dan dies adalah clearance yang harus ditentukan, maka dengan demikian ukuran dari punch maupun dies

merupakan besaran yang perlu diketahui. Selisih ukuran antara punch dan

dies ini disebut dengan allowance sedangkan yang dimaksud dengan

clearance adalah selisih ukuran yang bersarnya diukur hanya pada satu sisi saja. Dengan kata lain sama dengan setengah dari besar allowance. Disamping itu besarnya clearance juga menentukan besarnya gaya potong yang diberikan.

Pada umumnya clearance per side dinyatakan dalam satuan prosentase (%) dari ketebalan material yang akan dipotong. Normalnya berkisar antara 2 % sampai dengan 8 % tergantung kekuatan dan ketebalan dari materialnya.

Berikut adalah rekomendasi umum tentang clearance (% 7 reside) :

a. Mildsteel yang memiliki tegangan geser sampai dengan 25 Kg/mm : 2% -3% tebalnya.

b. Mildsteel yang tegangan gesernya 25 – 40 Kg/mm : 3% - 5% tebalnya.

c. Steel yang tegangan gesernya 40 – 80 Kg/mm : 5% - 9% tebalnya.

commit to user

commit to user

2.2.2 Penetrasi

Panjang langkah punch yang menyebabkan terpotongnya plat atau material dinamakan penetrasi. Pada dasarnya adalah panjang dari bagian yang terbentuk radius dengan bagian yang berbentuk lurus yang mengkilap pada permukaan potong. Besarnya penetrasi ini dinyatakan dengan prosentasi dari material yang akan dipotong. Jadi hal ini sering dipakai sebagai patokan atau dasar untuk menentukan panjang penekanan pada beberapa jenis material. Semakin keras materialnya, maka akan semakin berkurang panjang penetrasinya.

Berikut ini ditunjukan beberapa besarnya penetrasi dari jenis material dalam satuan prosen (%)

Tabel. 2.1. besarnya penetrasi dari jenis material dalam satuan prosen(%) Sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta

Jenis Material Panjang Penetrasi (%)

Lead ( timah hitam ) 50

Tin ( timah putih ) 40

Aluminium 60

Zink ( seng ) 50

Copper ( tembaga ) 55

Brass ( kuningan ) 50

Bronze ( tembaga merah/perunggu ) 25

Baja 0,1 C ( baja karbon 0,1 ) 50 setelah di anneal 38 pengerjaan roll dingin

Baja 0,2 C 40 setelah di anneal

28 pengerjaan roll dingin

Baja 0,3 C 33 setelah di anneal

22 pengerjaan roll dingin

Baja silicon 30

Nikel 55

Meskipun pada kenyataanya material sudah terpotong pada saat langkah

punch sejauh penetrasinya, tidak boleh memasang atau seting puncing tool

dengan hanya memasukan panjang langkah punchnya sejauh itu. Terlebih dahulu memasukan punch jauh kedalam diesnya sehingga kurang lebih 3-4 kali tebal material, sehingga betul-betul yakin kalau material didorong keluar

commit to user

dari diesnya. Sebab apabila tidak demikian, ada bahaya bahwa material akan tertahan dan menumpuk didalam dies. Akibatnya akan fatal karena kemungkinan dies atau punch akan patah.

2.2.3Burr

Burr adalah akibat dari patahan yang ditimbulkan oleh proses potong. Keberadaan burr ini sering tidak diinginkan dalam batas terlalu tinggi atau besarnya tidak bisa ditolerir. Burr ini akan semakin besar apabila sisi potong dari punch atau diesnya semakin tumpul. Untuk jenis material yang lunak juga sering membuat burr yang besar. Namun demikian untuk mendapatkan potongan dengan burr yang besarnya kurang dari 0,02 mm sangatlah sukar, walaupun dengan sisi potong yang sangat tajam.

Pengaruh lainya yang mengakibatkan terjadinya burr ini adalah

clearance yang terlalu besar.jadi perlu dicermati dalam memberikan ukuran

punch dan dies dari suatu pasangan punching tool. Terjadinya burr pada material potongan atau blank diakibatkan oleh tumpulnya sisi potong punch, sedangkan burr yang terjadi pada material yang terpotong atau stripnya diakibatkan oleh sisi potong dies yang tumpul. Burr inilah yang sering membahayakan jari tangan dalam pengerjaan pelat.

2.2.4Pengaruh clearance terhadap pemotongan

Besarnya clearance akan mempengaruhi proses dan hasil pemotonganya, seperti misalnya :

a. Besarnya gaya potong yang dipakai ( force ), semakin kecil clearance

yang dipilih akan mempengaruhi besarnya gaya potong yang diperlukan. b. Umur pakai dari punch dan dies ( life time ), akan semakin pendek

apabila semakin kecil clearance yang dipilih.

c. Permukaan hasil pemotongan ( surface finish ) akan semakin baik apabila

commit to user

2.2.5 Secondary shear

Kualitas dari hasil pemotongan sangatlah ditentukan oleh besarnya

clearance antara punch dan dies yang dipilih. Apabila clearance yang dipilih tepat atau sesuai, maka kualitas hasil pemotongan akan bagus, apabila terlalu besar akan terbentuk burr yang mengganggu karena terlalu tinggi, sedangkan apabila dipilih terlalu kecil juga tidak akan sempurna.

Yang dimaksud secondary shear adalah robekan pada material yang tidak diinginkan, yang terjadi karena pemilihan clearance yang terlalu kecil, biasanya kalau dipilih clearance antara 3% sampai 5% dari tebal material.

Hal ini terjadi kareana robekan yang diakibatkan oleh sisi tajam punch

dan dies tidak saling bertemu satu sama yang lain dengan sempurna, sehingga permukaan potongnya tidak halus rata. Dengan adanya robekan yang tidak diinginkan ini, maka hasil permukaan potongnya tidak halus, sehingga diperlukan lagi pemotongan agar permukaan potongnya sempurna, dengan demikian ukuran yang dikehendaki akan menjadi berkurang.

Jika clearance yang dipilih terlalu besar, permukaan potongnya akan berbentuk radius yang sangat ekstrim. Disamping itu akan mengakibatkan terjadi robekan atau secondary shear pada permukaan bagian luar yang berbentuk radius. Di daerah ini batas patah tarik materialnya telah terlampaui. Demikian juga dengan clearance yang terlalu besar dan pada material lunak akan mudah terjadi burr.

Dengan clearace sebesar 36% dari tebal material akan didapat tebal burr

yang besarnya kurang dari clearance. Untuk contoh di atas, dalam percobaan menggunakan plat dari baja paduan karbon rendah pengerjaan roll panas. 2.2.6 Jenis-jenis cutting tool

Berikut ini merupakan beberapa contoh dari proses cutting tool : a. Blanking

Yaitu proses pemotongan logam plat untuk menghasilkan bentuk tertentu, material yang terpotong merupakan produk yang diinginkan yang disebut blank.

commit to user Gambar. 2.6. Blanking

b. Pierching

Yaitu proses pemotongan benda kerja yang merupakan kebalikan dari proses blanking, pada proses pierching bagian yang terlepas merupakan sisa atau scrap.

Gambar. 2.7. Pierching

c. Trimming

Yaitu proses pemotongan pada benda kerja sebagai proses akhir dari benda kerja tersebut dimana proses ini diaplikasikan untuk menghilangkan sisa material setelah proses non cutting tool, misal benda hasil proses deep drawing (forming).

commit to user d. Parting

Yaitu proses pemotongan dengan cara membuang bagian diantara kedua komponen scrap yang terdorong oleh punch.

Gambar. 2.9. Parting

e. Cropping

Proses cropping merupakan proses pemotongan dari plat asalnya, perbedaannya dengan parting adalah pada cropping tidak menyebabkan sisa pemotongan, kalaupun terjadi sisa hanya terjadi pada awal dan akhir pemotongan saja.

commit to user f. Lanzing

Proses ini dikombinasikan antara pemotongan (cutting) dengan pembengkokan (bending) sepanjang garis benda kerja. Pada benda kerja tidak ada logam yang terpotong bebas.

Gambar. 2.11. Lanzing

2.3 Bagian Punching Tool

Bagian-bagian dari sebuah press tool jumlahnya berbeda-beda tergantung dari proses yang dilakukan untuk membuat suatu produk tetapi secara umum ada beberapa komponen utama seperti punch, dies, dies set dll untuk setiap bentuk perkakas tekan, di bawah ini ditunjukkan nama-nama komponen dari perkakas tekan.

commit to user

Keterangan:

1. Bottom plate 2. Top plate 3. Punch holder

4. Dudukan dies blanking 5. Dies blanking

6. Punch blanking dan dies pierching

7. Punch pierching 1 (Ø besar) 8. Punch pierching 2 (Ø kecil)

9. Punch embosing 10.Ejector

11.Poros ejector

12.Pilar

13.Stopper 14.Bush 15.Shank

16.Spring pilar

17.Spring baut embossing

18.Spring baut ejector

19.Baut embossing

2.4 Bentuk Konstruksi Punching Tool

2.4.1 Simple press tool atau blank throught

Simple press tool merupakan bentuk konstruksi perkakas dengan bentuk sederhana yaitu hanya terdapat satu stasion proses pengerjaan dimana punch

berada diatas (top plate) dan dies dibawah (bottom plate) contoh bentuk konstruksi simple press tool dapat dilihat pada gambar

commit to user

Gambar 2.13Simple Press Tool

Keuntungan menggunakan simple press tool diantaranya 1. Konstruksi alat sederhana

2. Tidak memerlukan gaya yang besar karena hanya terdapat satu proses pengerjaan.

3. Mudah untuk dibuat dan diasembly

Kerugian menggunakan simple press tool diantaranya 1. Hanya terdapat satu jenis proses pengerjaan

2. Memakan waktu produksi yang lebih lama 2.4.2Inverted blanking tool

Inverted blanking tool adalah bentuk perkakas tekan yang konstruksinya terbalik bila dibandingkan dengan simple tool dimana dies dipasang pada pelat atas (top plate) dan punch dipasang pada pelat bawah (bottom plate). Konstruksi inverted blanking tool tidak sesederhana seperti pada konstruksi

simple press tool pada inverted blanking tool dilengkapi dengan shedder,

knock out pin dan knock out plate, bagian-bagian tersebut dipergunakan untuk

shank

punch

Top plate punch shoe

Stripper plate Stock guide

commit to user

melepaskan komponen atau sisa pelat yang dimungkinkan menempel pada

shedder, disamping shedder pada inverted blanking tool juga dilengkapi juga

striper yang berfungsi sebagai pengarah plat striper dan pelepas stock yang menempel pada punch bentuk konstruksi inverted blanking tool dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. 2.14. Blanking Tool

2.4.3 Compound press tool

Compound press tool merupakan bentuk konstruksi perkakas yang didalamnya terdapat dua proses pengerjaan dalam satu stasion yang sama dan ditempatkan pada satu sumbu contoh bentuk konstruksi compound press tool

commit to user

Gambar. 2.15. Compound Press Tool

Keuntungan mengunakan compound press tool diantaranya 1. Produk dapat langsung jadi hanya dengan sekali proses 2. Waktu proses produksi lebih cepat

3. Meningkatkan efisiensi pengunaan bahan pembuat press tool

Kerugian menggunakan compound press tool diantaranya 1. konstruksi alat lebih rumit

2. butuh ketelitian yang tinggi 2.4.4 Progressive press tool

Progressive press tool merupakan bentuk konstruksi perkakas yang didalamnya terdapat lebih dari satu proses pengerjaan dengan beberapa stasion yang berbeda contoh bentuk konstruksi progressive press tool dapat dilihat pada gambar

commit to user

Gambar. 2.16. Progressive Press Tool

2.4.5 Group tool

Group tool merupakan suatu sub unit perkakas tekan dengan penggabungan dua atau lebih proses pengerjaan sehingga dimungkinkan terjadinya proses pemotongan dan pembentukan dalam satu dieset dan tidak dalam satu jalur, bentuk konstruksi group tool dapat dilihat pada gambar.

commit to user

2.5 Perbandingan Deep Drawing (Ziehverhaeltnis = drawing ratio)

Perbandingan deep drawing dirumuskan secara sederhana sebagai berikut (Sumber : Teori Tentang Deep Drawing Punching Tool 2, ATMI Surakarta : 1990) :

(2.1) Rumus di atas merupakan rumus untuk model shell yang paling sederhana yaitu shell silindris.

Gambar 2.18. Perbandingan drawing Gambar 2.19. Perbandingan drawing pada first drawing pada second atau next drawing

Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta

Untuk keperluan yang lainnya, dikenal istilah lain yang merupakan harga

kebalikan dari m yaitu β, sehingga bisa dirumuskan :

(keduanya tanpa satuan) (2.2)

Gambar 2.20. Hubungan kebalikan antara m dan β (diameter shell, d = 100 mm)

commit to user

Keterangan: m = perbandingan drawing atau drawing ratio,

Α = angka koreksi untuk gaya drawing (FZ)

χA= angka koreksi untuk kerja drawing (W)

2.5.1 Gaya-gaya pada proses deep drawing

Gaya-gaya pada proses deep drawing dirumuskan secara sederhana sebagai berikut (Teori Tentang Deep Drawing Punching Tool 2, ATMI Surakarta : 1990) :

Gaya potong : Fs (cutting force)

Gaya pengendali blank : FB(blanking holding force)

Gaya drawing : Fz (drawing force)

Semua gaya yang ada harus dijumlahkan. Hal ini terutama pada proses

drawing dengan mesin press single action.

Ftot = FS + FB + FZ (2.3)

Untuk mesin press double action tidak bisa disamakan dengan di atas, karena gaya drawing Fz dan gaya pengendali blank FB diberikan oleh poros

yang terpisah.

2.5.2 Radius dan kelonggaran drawing (drawing radiendan clearance)

Secara umum berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch

tidak boleh lebih kecil dibandingkan dengan radius pada drawing ring (dies). Apabila hal ini tidak diperhatikan, maka pada benda kerja akan terjadi kemuluran pada daerah transisi antara radius dengan bagian dinding shell.

Besarnya radius drawing yang umumnya mencakupi untuk proses

drawing yang baik adalah (sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta) :

rSt= 3…10t ( t : tebal pelat ) (2.4) Pada dasarnya radius yang kecil pada drawing ring akan memberikan hasil dinding shell yang bersih dan rata.

commit to user

Untuk menentukan besarnya radius drawing die digunakan sebuah persamaan empiris dari Oehler, yaitu (sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta) :

(2.5) Di mana,

rR = Radius drawing dies

D = Diameterblank (mm)

d1 = Diameter pre drawing shell (mm)

t = Tebal plat atau material (mm)

Pada shell silindris, maka bentuk radius drawing pada dies atau ringnya adalah seragam di seluruh permukaanya, dengan penampang profil transisi yang bagus dari garis, radius, dan kembali ke garis yang menyinggung radius. Sedangkan untuk shell yang bersudut (misalnya kotak), maka radius drawing

pada sudut-sudutnya lebih besar dibanding dengan yang ada di bagian bidang lurus.

2.5.3 Drawing clearance

Drawing clearance( δ ) adalah ruang antara yang besarnya sama dengan setengah dari selisih ukuran diameter drawing dies atau ring ( dR) dengan

diameter drawing punch ( dSt). (Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta)

(2.6) Untuk membuat bentuk shell yang rapi dan bagus, maka drawing clearancenya harus dibuat lebih sempit dan drawing radiusnya lebih kecil.

commit to user

Gambar 2.21. Drawing clearance pada perkakas drawing

Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta

Berikut ini adalah tabel harga drawing clearance yang sering dipakai untuk suatu konstruksi perkakas.

Tabel 2.2. Harga Drawing Clearance untuk Suatu Konstruksi Perkakas Deep Drawing

commit to user

2.5.4 Operasi potong atau pemotongan

Gaya potong perlu dihitung, hal ini untuk menentukan konstruksi yang akan digunakan, karena ada hubungannya dengan kemampuan tekan yang diberikan oleh mesin press. Perhitungan ini berlaku pula untuk proses yang lain, seperti : proses cutting, shearing, punching, blanking, trimming, dll.

Tenaga atau energi dalam sistem potong ini diperhitungkan untuk menentukan besarnya ukuran mesin press yang akan dipergunakan, yang berhubungan dengan kemampuan tekan yang diberikan.

Gaya stripper harus diperhitungkan, sehingga dapat menentukan konstruksi lebih lanjut, seperti menentukan jenis stripper plate yang akan digunakan dan berhubungan dengan jumlah pegas dan ukuran yang akan dipakai. Besarnya gaya stripper ini di samping ditentukan oleh tebal material juga sangat tergantung dari ketajaman sisi potong yang dipergunakan. Apabila sisi potongnya tumpul, maka gaya stripper akan menjadi lebih besar.

2.6 RumusGaya Perencanaan Pada Perancangan PressTool

Dalam perancangan perkakas tekan (press tool) ini diperlukan dasar-dasar perhitungan yang menggunakan teori dan rumus-rumus tertentu sebagai dasar menentukan gaya-gaya yang bekerja pada proses pemotongan dan pembentukan.

2.6.1 Gaya forming (deep drawing)

Di dalam pembuatan avor wastafle, digunakan mesin press single action

sehingga pada proses drawing gaya-gaya yang bekerja, yaitu : a. Gaya pengendali blank ( FB )

b. Gaya drawing ( FZ )

Jadi, jumlah gaya yang diperlukan ( FTotal ) pada proses drawing adalah

(sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta ) :

FTotal = FB + FZ (2.7)

a. Gaya pengendali blank ( FB )

commit to user

Di mana,

FB = gaya pengendali blank (N)

AB = luas penampang blank (mm2)

Ap = luas penampang shell/punch (mm2)

A = luas bagian yang dikendalikan/ dipegang oleh holding plate/ pressure pad (mm2)

p = tekanan bidang (N/mm2)

Untuk shell yang berbentuk silindris bisa dihitung dengan rumus :

FB = . ( – ) . p (2.9)

Harga tekanan p ini besarnya tergantung dari kualitas dan tebal material yang dikerjakan. Menurut Schuler : L. Schuler AG : Handbuch fuer die spanlose Formgebung maka besarnya adalah

(2.10) Di mana,

d = diameter setelah deep drawing (mm)

β = 1/m =kebalikan dari deep drawing ratio

t = tebal pelat atau material (mm) B = tegangan tarik material (N/mm2)

Material tipispun masih memerlukan adanya tekanan atau gaya pengendali blank yang besar. Maka untuk benda-benda kerja berpenampang besar lebih baik menggunakan mesin press double action.

Besarnya gaya pengendali blank ini dapat ditentukan dengan membandingkannya dengan gaya drawing. Apabila harga perbandingannya diketahui, maka bisa dihitung, misalnya :

Untuk pelat di bawah 0,5 mm FB 0,4 Fz

commit to user

Dari 1,1 mm ke atas FB 0,25 Fz

Namun sebaiknya memakai cara dengan rumus tekanan bidang ( p ) di atas karena lebih aman.

b. Gaya Drawing ( FZ )

Gaya ini mirip dengan gaya potong, besarnya tergantung dari tebal pelat

dan kelilingnya. Hanya harus diperhitungkan adanya angka koreksi ( α ) yang

besarnya tergantung dari drawing ratio.

Fz = U . t . B. α (2.11)

Di mana,

FZ = Gaya drawing (N)

U = Keliling benda kerja atau shell (mm) t = Tebal pelat atau material (mm)

= Tegangan tarik material (N/mm2)

α = Angka koreksi

Untuk shell silindris (round shell) maka rumus di atas dapat disederhanakan menjadi :

Fz = π. d . t . B. α (2.12)

Di mana,

Fz = Gaya drawing (N)

d = diameter shell (mm)

t = Tebal pelat/ material (mm)

B =Tegangan tarik material (N/mm)

α = angka koreksi

commit to user

2.6.2 Kerja drawing ( W )

Kemampuan kerja dari mesin press untuk membuat suatu bentukan shell

tertentu pada proses deep drawing, tentu akan diambilkan dari daya atau tenaga yang dipunyai oleh mesin press. Oleh karena itu kemampuan kerja dari mesin itu harus lebih besar daripada kerja dari proses deep drawing yang ada (terhitung). Mesin press dengan gaya yang sama bisa jadi mempunyai kapasitas kerja yang berlainan. Berarti gaya drawing (drawing force) saja bukanlah merupakan satu-satunya faktor penentu untuk memilih besarnya kapasitas mesin yang akan digunakan.

Kerja yang dilakukan untuk suatu proses deep drawing dapat dihitung dengan rumus (sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta):

Wd = XA .FZ .h (2.13)

Ws = [ (XA . FZ) + FB ] . h (2.14)

Di mana,

Wd = kerja drawing dengan mesin double action (Nm) Ws = kerja drawing dengan mesin single action (Nm)

XA = angka koreksi untuk kerja drawing, besarnya tergantung dari drawing

ratio m atau β

FZ = gaya drawing (N)

FB = gaya pengendali blank (N)

h = tinggi shell (m)

Untuk shell dengan radius di bagian dasar, maka h diganti dengan hZ yang harganya lebih kecil, terutama jika radiusnya cukup besar.

commit to user

a) Gambar 2.22. Pengaruh radius bagian alas pada kerja ( W )

Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta

hZ = h1 + 0,5 rSt

rSt = radius punch

hZ = h – 1/3 hW

hW = tinggi tonjolan shell

2.6.3 Gaya blanking

Untuk menentukan gaya blanking ini dapat diketahui dengan menggunakan rumus (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta ):

FB = U .t . . (2.15)

Di mana,

FB = Gaya blanking (N)

U = Keliling pemotongan (mm) t = Tebal plat atau material (mm)

= Tegangan geser material (N/mm2)

2.6.4 Gaya pierching

Untuk menentukan gaya pierching ini dapat diketahui dengan menggunakan rumus (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta ) :

commit to user

FP = U .t . (2.16)

Di mana,

FP = Gaya Pierching (N)

U = Keliling Pemotongan (mm) t = Tebal Pelat atau material (mm)

= Tegangan Geser Material (N/mm2) 2.6.5 Gaya pegas stripper

Untuk menghitung kekuatan pegas stripper dapat menggunakan rumus sebagai berikut (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta) :

(2.17) Di mana,

Fspr = Gaya yang diperoleh pegas (N)

G = Modulus puntir (N/mm2) d = Diameter kawat pegas (mm) Dm = Diameter pitch pegas (mm)

f = Panjang penekanan pegas (mm) if = Jumlah lilitan efektif

, L0 = panjang pegas dalam keadaan tanpa beban

commit to user

2.6.6 Gaya buckling

Batang punch yang ramping atau berdiameter kecil cenderung untuk melengkung dan akibatnya akan timbul momen. Gejala seperti ini disebut

buckling. Besar gaya buckling menurut rumus euler sebagai berikut :

(2.18) Di mana,

Fk = Gaya Buckling (N)

E = Modulus Elastisitas (N/mm²) I = Momen Inersia (mm4) s = Panjang Punch (mm)

Gaya buckling dapat juga dicari berdasarkan kerampingannya, yaitu :

λ ≥λ0 Digunakan untuk rumus euler λ<λo Digunakan untuk rumus tetmejer λ =

i = A I

(2.19)

Dimana,

S = Panjang Batang (mm) A = Luas penampang (mm²)

i = jari- jari girasi

λ = kerampingan

commit to user

Apabila menggunakan rumus tetmejer maka rumusnya adalah sebagai berikut:

Tabel 2.3. Harga Elastisitas pada rumus Tetmejer

Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta

Bahan E( N /mm²) λ0 Rumus tetmejer

ST 37 215.000 105 δB = 310 –1,14 λ

ST 50 dan ST 60 215.000 89 δB = 335 –0,6 λ Besi tuang 100.000 80 δB = 776 - 12λ +

0,053λ

2.6.7 Perhitungan titik berat gaya

Rumus yang digunakan adalah (sumber : P unching Tool 2, ATMI Surakarta) :

F xi F X







.

(2.20) F yi F Y







.

(2.21) Di mana,

X = Titik berat terhadap sumbu x Y = Titik berat terhadap sumbu y xi = Titik berat ke-i terhadap sumbu x yi = Titik berat ke-i terhadap sumbu y

commit to user 2.6.8 Ukuran punch dan dies

Di dalam menentukan ukuran punch maupun dies dari suatu proses pengerjaan potong, harus diketahui terlebih dahulu apakah termasuk pemotongan pierching atau blanking. Karena keduanya memiliki kekhususannya sendiri-sendiri. Ukuran punch dan diesnya disimbolkan dengan d1 dan d2 untuk proses pierching, serta D1 dan D2 untuk proses blanking.

Sedangkan untuk besaran springbacknya kita tulis dengan f. Spring back

merupakan kecenderungan material kembali ke posisi semula seperti sebelum mendapatkan suatu gaya. Besarnya spring back berbeda-beda, tergantung jenis material dan tebalnya.

Untuk proses pierching, ukuran punch akan dipakai sebagai patokan dan ukuran diesnya menyesuaikan. Setelah pierching punch lepas dari jepitan material, maka diameter atau ukuran lubang yang terjadi akan menyusut atau bertambah kecil dibanding ukuran punchnya. Maka ukuran punch tersebut perlu ditambah dengan besarnya spring back dari materialnya, supaya ukuran lubangnya akan menjadi seperti ukuran yang diharapkan.

Sedangkan untuk proses blanking, sebaliknya ukuran dies dipakai sebagai patokan dan ukuran punchnya menyesuaikan. Produk yang keluar dari dalam

dies dan terlepas dari jepitannya akan menjadi lebih besar dibanding dengan ukuran lubang diesnya, juga karena adanya spring back tadi. Untuk menjadikan ukuran produk sama dengan yang diharapkan, maka ukuran diesnya dibuat lebih kecil dari pada ukuran benda kerja.

Jadi bisa dirumuskan sebagai berikut (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta) :

a. Pierching

Punch : d1 = d + f (2.22)

commit to user b. Blanking

Punch : D1 = D – f – 2s (2.24)

Die : D2 = D – f (2.25)

Di sini harga 2s adalah besarnya double clearance atau allowance dari kedua pasangan punch dan dies tersebut, karena selalu berlaku rumus d2– d1 =

2s atau D2– D1 = 2s yang juga disebut dengan menyesuaikan.

Berikut ini tabel besarnya spring back dan clearance yang sering dipergunakan,

Tabel 2.4. Besarnya spring back dan clearance Sumber punching tool 1, ATMI Surakarta

a. Panjang punch maksimum

Dalam mencari panjang punch maksimum dipakai punch yang memiliki diameter terkecil atau yang paling kritis.(sumber : Rancang Bangun Perkakas Tekan Pembuat Gasket Cylinder Head Untuk Sepeda Motor Yamaha F1ZR,Taufik Rahman dan Papi Pahroji, Politeknik Negeri Bandung : 2007)

(2.26) Di mana,

Lmax = Panjang Punch maksimum (mm)

commit to user

I = Momen Inersia bahan (mm4)

g = Tegangan Geser (N/mm2)

S = Tebal material (mm) K = Keliling Pemotongan (mm) b. Tebal dies

Rumus Empiris mencari tebal plat untuk mencari tebal dies berdasarkan gaya total yang di butuhkan untuk perencanaan press tool adalah :

(2.27) Di mana,

H = Tebal dies (mm)

g = Gravitasi bumi (9,81 m/det2) Ftot = Gaya total (N)

c. Clearance punch dan dies

Setiap operasi pemotongan yang dilakukan punch dan dies selalu ada nilai kelonggaran (clearance) yang diambil.

Untuk tebal pelat (s) ≤ 3 mm,

(2.28) Di mana,

Us = Kelonggaran tiap sisi (mm)

C = Faktor kerja (0,005 ÷ 0,025) S = Tebal pelat (mm)

commit to user

35

BAB III

PERENCANAAN DAN PERANCANGAN

3.1 Perencanaan Pembuatan Perkakas Punching Tool

Untuk merencanakan sebuah perkakas punching tool, kita harus mengetahui dan memperhatikan beberapa ketentuan, diantaranya :

a. Produk yang dikehendaki.

Untuk mengetahui produk yang akan dibuat bisa berupa contoh produk yang sudah jadi maupun rancangan produk dalam gambar atau sketsa. Hal ini dilakukan untuk melihat garis besar atas dies yang akan dibuat dengan mempertimbangkan ukuran yang ada secara umum.

b. Jumlah produk yang dikerjakan.

Dalam punch perlu untuk mengetahui berapa banyak produk yang akandikerjakan. Hal ini berpengaruh terhadap pemilihan perkakas punchyang akan dipakai dan kualitas perkakas punchingtool yang akan dipilih, yang nantinya mempengaruhi umur pakai perkakas punch (terutama pada bagian

dies).

c. Jenis material produksi.

Jenis material yang digunakan sebagai material produk nantinya juga akan mempengaruhi jenis material perkakas punchyang akan digunakan terutama punch dan dies. Jenis material ini termasuk juga tebal plat material produk. Jenis material juga digunakan untuk menghitung clearance antara

punchdan dies untuk menghasilkan pemotongan yang baik. d. Tipe atau kapasitas mesin press yang akan digunakan.

Mesin punching tool yang digunakan memiliki kapasitas 5 ton.Maka material yang digunakan harus menyesuaikan dengan kapasitas mesin yang ada. Hal ini dimaksudkan agar benda yang akan dibuat mampu dikerjakan oleh mesin puncing tool.

commit to user

Keempat ketentuan tersebut di atas merupakan dasar untuk merencanakan sebuah perkakas punching tool, sehingga kita dapat menentukan lebih lanjut bagaimana perkakas itu nantinya akan dibuat.

Di samping keempat faktor tersebut di atas, sangat perlu diperhatikan tiga hal berikut ini :

1. Murah : tidak terlalu banyak komponen yang diperlukan.

2. Kuat :secara menyeluruh, dies harus kuat atau kokoh, demikian juga masing - masing komponennya.

3. Praktis :jika suatu saat diperlukan perawatan maupun perbaikan, misalnya pengasahan terhadap punch, dies atau komponen yang lain, tidak perlu banyak membongkar komponen yang lain. Selain faktor-faktor yang telah disebutkan di atas, hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan sebuah press tool adalah menentukan langkah-langkah perencanaan pembuatan, hal ini dimaksud agar dalam mengerjakan komponen-komponennya bisa secara terpadu, sehingga dalam merakitnya kemudian tidak banyak mengalami kesulitan. Langkah-langkah yang dimaksud adalah :

1. Membuat lay-out scrap strip (jika dibutuhkan) 2. Memilih jenis die

3. Konstruksi punch, punch plate

4. Pemilihan jenis stripper plate

5. Penggunaan pilot, dowel pin, fastener

6. Konstruksi die, bottom shoe

7. Menggambar rancangan

3.2 Langkah-Langkah Pembuatan Perkakas Press Tool

Secara garis besar, langkah-langkah perencanaan pembuatanperkakas

commit to user Pembuatan dan Perakitan

Pembuatan dan perakitan

sesuai ?

Mengetahui kapasitas mesin yang akan dipakai

Menentukan produk yang akan dibuat dengan mesin tersebut (material, dimensi, dan tebal plat yang digunakan)

Menentukan jenis kerja yang akan dilakukan untuk memproduksi produk (Deep drawing,

Pierching, dan Trimming)

Menghitung gaya-gaya yang bekerja pada perkakas press tool

Menentukan jenis press tool yang

akan dibuat

Berdasarkan kapasitas mesin dan perhitungan gaya

Menghitung dimensi punch dan dies

Membuat gambar rancangan punch dan dies

Pengujian dan hasil yang diperoleh

Penarikan Kesimpulan

Gambar 3.1. Diagram Alir Pembuatan Perkakas Press Tool Mulai

Selesai Tidak

Ya

commit to user

3.3 Perancangan Dan Pembuatan Perkakas Press Tool

3.3.1Pemilihan produk material benda kerja (avor washtafel)

Alasan pemilihan produk (avor washtafel) dikarenakan pertimbangan beberapa hal berikut ini :

a. Dari kapasitas mesin press atau punch yang ada di laboratorium proses produksi, kapasitas mesin 5 ton dan kapasitas tersebut tidak memungkinkan untuk pembuatan produk yang rumit, maka dari itu dipilih produk avor washtafel karena bentuknya yang sederhana.

b. Untuk produk yang akan diproduksi yaitu avor washtafel, produk ini merupakan penyaring pada saluran washtafel yang biasa terdapat padabak mandi ataupun tempat cuci piring. Pemilihan produk ini didasarkan pada pembebanan mesin yang ada, pengaruh ketebalan terhadap produk, dan bahan produk.

c. Pada produk aslinya avor washtafelterbuat dari plat stainless steel. Tetapi karena gaya pembebanan pada pembuatan produk ini sangat besar, maka bahan dan ketebalan pelat yang digunakan dapat disesuaikan dengan kapasitas mesin punch yang ada.

Gambar produk :

commit to user

Gambar 3.2. Avor Wasta fel tampak samping

3.3.2 Data geometri avor washtafel

Berdasarkan data-data yang diperoleh dari kondisi pasar dan membawanya kedalam permodelan numeric, maka data geometri dari avor washtafel dapat dilihat pada gambar berikut ini.

commit to user

3.3.3 Pemilihan material produk benda kerja (avor washtafel)

Berdasarkan pertimbangan kondisi dan kapasitas mesin yang ada, serta memperhatikan kesamaan kualitas dari produk aslinya maka dipilihlah plat galvalum sebagai material produk benda kerja yang akan digunakan.

Karena ketebalan profil baja ringan sangat tipis (yang beredar di Indonesia berkisar 0,5 sampai 1 mm), bahan baja yang harus dipakai adalah baja mutu tinggi atau biasa disebut High Tension Steel, umumnya (standar) G550, artinya Yield Strength maupun Tension Strength dari baja tersebut minimal 550 MPa. (“minimal” tidak sama dengan “rata-rata” dengan kata lain sewaktu diuji tarik di laboratorium, tension strength-nya tidak boleh kurang dari 550 MPa).

Di Indonesia, lapisan anti karat yang umumnya dipakai adalah lapisan Z (Zinc) yang sering disebut Galvanis (Galvalum) atau lapisan AZ (Aluminum

dan Zinc).Masing-masing lapisan punya kelebihan maupun kekurangan sendiri.Banyak orang salah mengerti bahwa bahan Aluminum Zinc lebih baik daripada Zinc (Galvanis), padahal yang menentukan adalah ketebalan lapisan yang dipakai, bukan jenisnya.Untuk mencapai taraf ketahanan yang relatif setara, ketebalan lapisan Zinc yang dipakai harus lebih tebal daripada

Aluminum Zinc.

Beberapa keunggulan dari pelat galvalum (galvanis), di antaranya (sumber :www.google.com//suksesmandiriteknik.blog.plasa.com):

1. Tahan terhadap korosi

Komposisi terbaik Zinc dan aluminiumnya mampu memiliki kekuatan empat kali lebih baik dari baja pada kondisi yang sama.

2. Lebih ekonomis

Pelat galvalum sangat ringan,memberikan kekuatan yang kokoh dengan komposisi 55% Aluminium, 43,5% Zinc, dan 1.5% Silikon sebagai pencegah karat dan korosi.

3. Mudah dibentuk

Mudah dibentuk sehingga memberikan banyak kemudahan dalam mendesain aplikasi produk.

commit to user

4. Penampilan atraktif profil

Permukaan pelat galvalum memberikan penampilan dan kekuatan yang berbeda dan mempunyai standart hi-ten G550 termasuk pada baja keras. 5. Lapisan resin

Pelat galvalum memiliki lapisan silikon yang terletak dibagian luar dari

galvalum dan berfungsi sebagai proteksi base material (material dasar) apabila adanya pemotongan material. Ini membuat bekas pemotongan pada pelat galvalum tidak mudah berkarat.

6. Tahan terhadap suhu lingkungan

Hasil proses pada suhu permukaan yang mencapai 600°F membuat plat galvalum mampu bertahan terhadap cuaca suhu tinggi tanpa takut akan terjadinya pemudaran warna.

7. Kemampuan memantulkan panas

Plat galvalum memiliki kemampuan tinggi untuk memantulkan panas dan cahaya sehingga ada penurunan panas yang signifikan di dalam ruang bangunan maupun gudang jika dibandingkan dengan produk lain.

Spesifikasi plat galvalum yang dipakai (G550) adalah (sumber :www.google.com//suksesmandiriteknik.blog.plasa.com):

a. Tegangan maksimum : 550 MPa b. Modulus geser : 50.000 MPa c. Modulus elastisitas : 20.000 MPa 3.3.4 Peralatan yang digunakan dalam proses pengujian

Peralatan yang digunakan dalam proses pengujian berupa mesinpunchyang memiliki spesifikasi sebagai berikut (sumber : spesifikasi mesin punch):

Gaya tekan max : 5 Ton

Panjang langkah pembentukan : ± 20 mm

Jarak maks antara meja dan ram : 170 mm (TMB), 190 mm (TMA) Tegangan yang digunakan : 220 Volt

Ukuran meja : 400 x 200 mm

commit to user

3.3.5 Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan (pengerjaan)

Dalam proses pembuatan press tool ini,harus diketahui kapasitas dan kondisi mesin yang akan digunakan. Adapun mesin yang digunakan dalam pembuatan (pengerjaan) komponen-komponen press tool adalah sebagai berikut :

1. Mesin bubut

Mesin bubut digunakan untuk membentuk profil dari komponen-komponen punch dan dies.

2. Mesin bor

Mesin bor digunakan untuk memperbesar lubang baut(conterbor) sebagai dudukan kepada baut.

3. Mesin gergaji

Mesin gergaji digunakan untuk memotong batang poros atau komponen lainnya yang tidak bisa dipotong menggunakangerinda pemotong.

4. Gerinda tangan

Gerinda tangan digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja hasil proses penyambungan las.

5. Las busur listrik

Las busur listrik digunakan untuk menyambung (menghubungkan)

sue(bottom plate) dengan tangkai pemegang atau pengunci, bushing stipper dengan stipper plate, dan mengunci posisipunch pierching. 6. Las asetelin

Las asetelin digunakan untuk memanaskan (heat treatment) komponen-komponen punch dan dies yang akan diproses quenching oil. 3.3.6 Bahan pembuat press tool

Bahan-bahan yang digunakan dan diperlukan dalam pembuatan dan pengerjaan komponen-komponen press tooladalah sebagai berikut : 1. Baja St 60 sebagai penekan (top plate) dan sebagai dudukan

bagipunch (bottom plate).

commit to user

Sedangkan untuk punch pierchingdigunakan ; a. B-SPB 8,5-60-T5-H11, sebanyak 3 buah b. B-SPB 6-60-T5-H9, sebanyak 1 buah 3. Baja St 37 sebagai bahan pembuat shank. 4. Pegas tekan (stipper).

5. Baut dan fastener..

3.4 Proses Perhitungan Gaya-Gaya Yang Berpengaruh Pada Proses

Pengerjaan

Gaya-gaya yang berpengaruh pada pembuatan produk maupun prosespengerjaan, antara lain :

1. Gaya pembentukan : gaya deep drawingdan gaya pengendali

blank.

2. Gaya potong : gaya trimming dan gaya pierching. 3.4.1 Perhitungan gaya pembentukan

a. Gaya deep drawing (FZ) Fz= U . t . B. α

Diketahui : galvalum = 550 N/mm2

= 56,065 kg/mm2 = 56 kg/mm2

Mencari diameter blank (D) shell silindris untuk menentukan angka koreksi (α ), maka (sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta) :

Di mana, D = diameter awal sebelum drawing (mm) d1 = diameter sisi bawah drawing (mm)

dx = diameter tengah drawing (mm)

d2 = diameter sisi atas drawing (mm)

d3 = diameter setelah drawing (mm)

a=sisi miring produk (mm)

commit to user

Mencari diameter tengah drawing (dx) ;

dx=

dx=

= 38, 35 mm

Mencari sisi miring produk (a) ;

= 12,3 mm

Sehingga besarnya diameter blank (D) untuk shell silindris, yaitu : D=35,72 mm2+ 4.38,35 mm . 12,3 mm + (61,72-412)

= 1274,49 mm2 + 1886,82 mm2 + 2125,89 mm2 = 5287,2 mm2

=72,71 mm = 73 mm

Mencari drawing ratio (m) ;

Di mana, D = diameter awal sebelum drawing (mm) dx = diameter tengahdrawing (mm) m=deep drawing ratio

m =��

� =

38,35mm

73mm = 0,525

a= 122 + 41 mm –₂ 35,7 mm 2 41 mm + 35,7 mm

2

dx

D m =

d2 + d1 2

commit to user

Dari nilai m yang diperoleh, maka dapat ditentukan nilai α berdasarkan grafik hubungan antara m(drawing ratio), β, dan α. Dalam grafik dibawah ini nilai m = 0,525tidak ada, maka dipakai nilai m = 0,5sehingga diperolehα = 1

Grafik hubungan antara m(drawing ratio), β, dan α Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta Maka,FZ = U . t . B. α

= π . dx .t . B. α

= 3,14 . 38,35 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2

= 3371,732 kg

b. Gaya pengendali blankataublank holding force(FB) (sumber :

punching tool 2, ATMI Surakarta)

Di mana, FB = Gaya Pengendali Blank (kg)

A = luasan drawing (mm2) p = tekanan bidang (kg/mm2)

D =diameter awal sebelum drawing (mm) dx =Diameter Tengah Drawing (mm) FB = A . p = π/4 .(D2– dx2) . p

commit to user

Mencari harga p;

Di mana,d= diameter setelah deep drawing (mm)

β = 1/m =kebalikan deep drawing ratio

t = tebal plat/ material (mm)

= tegangan tarik material (kg/mm2

)

β = 1/m = 1/0,525 = 1,9

d = D/β = 73 mm/1,9 = 38,42 mm

sehingga,

p

= 0,0025 . 1,1942 . 56 kg/mm2

p

= 0,167 kg/mm2

Maka, FB = A . p

= π/4 . (D2– dx2) .p

= π/4 . (732– 38,352) mm2 . 0,167 kg/mm2

= 505,8 kg

c. Mencari total gaya pembentukan

Jadi, FDD = Ftotal

= FZ + FB

= 3371,732 kg + 505,8 kg = 3877,532 kg

= 3,877532 ton

= 3,9 ton

Kesimpulan :mampu dikerjakan mesin

FDD = FZ + FB

p = 0,0025 . (β – 1) . galvalum steel

2

+ 0,5 . d _{100 . t}

p =

0,0025

.

_{(1,9 – 1)}2 . 56kg/mm2 + 0,5 . 38,42 mm _{100 . 0,5 mm}

commit to user

d. Kerja drawing (mesin single action) (sumber : punching tool 2, ATMI Surakarta)

Di mana, XA = 0,8 (berdasarkan nilai m = 0.525)

Maka,WS= [ (0,8 . 3371,732 kg) + 505,8 kg ] . 12 mm

= 38438,23 kg.mm = 38,438 ton.mm 3.4.2 Perhitungan gaya potong

1. Gaya blanking

Di mana, FT =Gaya blanking (kg)

U = Keliling pemotongan (mm) t = Tebal plat (mm)

= Tegangan geser material (kg/mm2) Diketahui : galvalum = 550 N/mm2

= 56,065 kg/mm2 = 56 kg/mm2

U = π . Dluar

= 3,14 . 61,7 mm = 193,738 mm t = 0,5 mm Maka, FT = U . t .

= 193,738 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2 = 5424,664 kg

= 5,424 ton

Kesimpulan : tidak mampu dikerjakan mesin (kapasitas mesin 5 ton)

FT = U . t .

commit to user

2. Gaya pierching

Di mana, FP = Gaya pierching (kg)

U = Keliling pemotongan (mm) T = tebal plat (mm)

= tegangan geser material (kg/mm2) Diketahui : galvalum = 550 N/mm2

= 56,065 kg/mm2 = 56 kg/mm2

U = π .[(3.DP1) + DP2]

= 3,14 . [(3 .8,5 mm) + 6 mm] = 98,91 mm

Untuk t = 0,5 mm Maka,FP= U . t .

= 98,91 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2 = 2769,48 kg

= 2,769ton

Kesimpulan :mampu dikerjakanmesin

Dari perhitungan gaya-gaya diatas dapat diketahui bahwa besarnya gayamesin yang dihasilkan pada pengerjaan deep drawing

dan pierching dengan ketebalan pelat 0,5 mm tidak melebihi kapasitas maksimum mesin yang disediakan, yaitu 5 ton. Sedangkan pada proses trimming (blanking), besarnya gaya (tonase) mesin yang dihasilkan pada pengerjaan dengan ketebalan pelat 0,5 mm sedikit melebihi kapasitas (tona se) maksimum mesin yang disediakan. Tetapi secara aktual, proses trimming masih dapat dilakukan pada mesin

punch yang disediakan karena gaya(tonase) mesin masih berkisar 5 ton. Selain itu, jenis perkakas press tool(punch dan die) yang dapat dipakai pada mesin dengan kapasitas 5 ton adalah jenis simple press

commit to user

tool yang kerjanya dilakukan secara terpisah antara proses drawing,

blanking, maupun pierching.

3.4.3 Perhitungan gaya pegas stipper(sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta)

= .� .

� . _� .�

Diketahui data pegas stipper yang digunakan sebagai berikut : L0 : Panjang pegas dalam keadaan tanpa beban = 75mm

L1 : Panjang pegas dalam keadaan beban tekan = 34,5 mm

p : Jarak pitch pegas = 5,5 mm

d : Diameter kawat pegas = 2 mm

Dm : Diameter pitch pegas = 15 mm

G : Modulus Puntir untuk steel DIN 17221 = 80.000N/mm2 (sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta)

Mencari panjang penekanan pegas (f) ; f = L0 - L1

= 75 mm – 34,5 mm = 40,5 mm

Mencari jumlah lilitan efektif (if) ; � = �0

�

= 75 mm

5,5 mm = 13,64 = 14 lilitan

Maka,

F_spr = G . d

4 _{. f}

commit to user

F_spr =

80.000 N

mm2 . 2 mm 4 . 40,5 mm

8 . 15 mm 3 _{. 14}

F_spr =

51.840.000 N

mm3

378.000 mm3

F_spr = 137,143 N

Fa = 2,5% dari F pembentukan (Fz) = 2,5% x 3877,532 kg x 9,81 m/s2

= 950,96 N

Karena Fa = 950,96 N, maka pegas di dalam proses deep drawing

seperti perhitungan di atas dapat digunakan dalam jumlah 6 buah. 3.4.4 Perhitungan punchterhadap gaya buckling

Pemeriksaan buckling dilakukan terhadap punch yang kritis yaitu

punch yang berdiameter kecil dan panjang (punch pierching 6mm), untuk menentukan suatu batang yang menerima beban tekan apabila terjadi tekuk

(buckling) dapat ditentukan dengan rumus euler.

Di mana,

E = modulus elastisitas bahanpunch (N/mm2)(tabel 2.3) I = momen inersia (mm4)

S= panjang mata punch (mm) I = π/4 . r4 = π/4 . (3mm)4 = 63,585 mm4

F

K

=

3,142

.

210000 N/mm2

.

63,585 mm4 (55mm)2

FK = π 2

.E . I S2

commit to user

=

= 44558,14 N = 4542,11 kg FP = U . t .

= 3,14 . 6mm .0,5 mm . 56 kg/mm2 = 527,25 kg

Karena gaya potong yang terjadi pada proses pierching dengan diameter paling kecil adalah sebesar 527,52 kg <FK (4542,11 kg) maka punch aman terhadap

buckling.

3.4.5 Perhitungan dimensi punch dan dies

1. Clearance

Clearance adalah jarak antara dua gaya yang berlawanan yang ditimbulkan oleh sisi-sisi tajam dari punch dan die.

Gambar 3.4. Clearance

Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta Rumus clearance deep drawing:

�= + , .

Di mana, δ = Clearance (mm) t = tebal plat (mm)

Maka besarnya clearance pada proses deep drawing, yaitu : 134788373,2 N.mm2

commit to user δ = t + 0,02 . 10 t

= 0,5 mm + 0,02 . 10 .0,5 mm = 0,545 mm

= 0,55 mm

Rumus Clearance blankingdan pierching:

�= .� . �

Di mana, δ = Clearance (mm)

C = faktor kerja (0,035 – 0,005) Yang biasa digunakan 0,01 S = tebal plat (mm)

= tegangan geser (kg/mm2)

Maka besarnya clearance pada proses blankingdan pierching, yaitu :

δ = C . S . �

= 0,01 . 0,5 mm . 56 � /��2

= 0,037 mm (toleransi maksimal 0.05) 2. Spring back

Merupakan kecenderungan suatu material untuk kembali ke posisi semula seperti sebelum mendapat atau dikenai suatu gaya. Besarnya spring back berbeda-beda, tergantung jenis material dan tebal material tersebut.

Besarnya spring back (f) untuk plat dengan ketebalan 0,5 mm adalah f = 0,02 mm(tabel 2.4).

3. Dimensi punch dandie

a. Deep drawing

Punch : Dn = dn– 2� Die : Dn’ = dn

commit to user Deep drawing punch :

D1 = d1– 2�

= 35,7 mm – 2 . 0,55 mm

= 34,6 mm

Dx = dx– 2�

= 38,35 mm – 2 . 0,55 mm

= 37,25 mm

D2 = d2– 2�

= 41 mm – 2 . 0,55 mm

= 39,9 mm

a = 12,3 mm

commit to user

D1’ = d1 Dx’ = dx = 35,7 mm = 38,35 mm

D2’ = d2 a= 12,3 mm = 41 mm

Radius ring(die) : rR = 0,05.[ 50 + (D – d1) ] . �

= 0,05.[50 + (73 – 35,7)]. 0,3

= 2,17 mm

= 2,2 mm

Radiuspunch : harus lebih besar dari radius die

rP = 6 . t

= 6 . 0,5 mm

= 3 mm

b. Trimming

Punch : D1 = D - f – 2s Die : D2 = D – f

 Trimming (D = 61,7 mm)

Trimmingpunch : D1= D – f – 2s

= 61,7mm–0,0253mm–2.0,037mm

= 61,6007 mm (tabel 2.4)

Trimming Die : D2 = D – f

= 61,7 mm – 0,0253 mm

= 61,6747 mm

c. Pierching

Punch : d1 = d + f Die : d2 = d + f + 2s

commit to user

 Pierching(d = 8,5 mm)

Pierching Punch : d1 = d + f

= 8,5 mm + 0,0253 mm

= 8,5253 mm

Pierching Die : d2 = d + f + 2s

= 8,5 mm+0,0253 mm+2 . 0,037mm

= 8,5993 mm

 Pierching(d = 6 mm)

Pierching Punch : d1 = d + f

= 6 mm + 0,0253 mm

= 6,0253 mm

Pierching Die : d2 = d + f + 2s

= 6 mm + 0,0253 mm+2 . 0,037 mm

= 6,0993 mm

4. Perhitungan tebal diesminimum

=

Di mana, H = tebal dies minimum (mm) Ftot = gaya total (N)

g = percepatan gravitasi (m/s2) Diketahui : Ftot = 5000 kg

= 49050 N

Maka,

H =

49.050 N

9,81 m s2 3

= 17, 0998 mm

= 17 mm

Jadi, tebal die minimum untuk drawing, trimming,danpierching adalah ≥ 17 mm.

commit to user

5. Panjangpunchmaks (L)

�� = �

. .

� . � .

Di mana, Lmax = Panjang Punch maksimum (mm)

E = Modulus Elastisitas (N/mm2) I = Momen Inersia bahan (mm4)

g = Tegangan Geser (N/mm2)

S = Tebal material (mm) K = Keliling Pemotongan (mm) I = π/4 . r4

= π/4 . (3mm)4

= 63,585 mm4(r adalah jari-jari punch yang terkecil karena yang paling riskan atau gampang rusak) a. Deep drawing

Kdrawing = π .dX

= 3,14 . 38,35 mm = 120,419 mm Maka,

Lmaks drawing=

= √ 11641,48 mm2 = 107,89 mm

= 108mm( panjang punch maks. yang diperbolehkan)

b. Trimming

Ktrimming = π . D

= 3,14 . 61,7 mm

π2

. 210000 N/mm2 . 63,585 mm4 192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 120,491 mm mm

commit to user

= 193,738 mm Maka,

Lmaks trimming=

= √ 7235,829602 mm2 = 85,064 mm

= 85,1mm( panjang punch maks. yang

diperbolehkan) c. Pierching

Kpierching = π .d1 + 3.π . d2

= 3,14 . 8,5 mm + 3 . 3,14 . 6 mm = 18,84 mm + 80,07 mm

= 98,91 mm Maka,

Lmaks pierching=

= √ 14173,04 mm2 = 119,05 mm

=119mm( panjang punch maks. yang

diperbolehkan)

3.5 Proses Pembuatan Bagian-Bagian Press Tool

Bila proses perancangan dan perhitungan telah selesai danpenetapan fungsi dari setiap komponen telah ditetapkan maka prosespembuatan dapat dimulai, dalam proses pembuatan akandijelaskan tentang proses pembuatan dari komponen press tool yang dikerjakan dengan proses permesinan dan kerja bangku.

3.5.1 Persiapan proses pembuatan (produksi)

Persiapan merupakan bagian penting untuk mewujudkan sebuah rancangan menjadi sebuah alat (produk) yang bisa digunakan. Dengan melakukan sebuah persiapan diharapkan operator benar-benar memahami apa yang akan dikerjakannya sehingga dapat dihasilkan

π2

. 215000 N/mm2 . 63,585 mm4 192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 193,738 mm mm

π2

. 215000 N/mm2 . 63,585 mm4 192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 98,91 mm mm

commit to user

komponen-komponen yang baik sesuai dengan ukuran dan fungsi masing-masing. Kesesuaian ukuran sangat berpengaruh pada alat yang akan dibuat sehingga alat tersebut nantinya dapat digunakan secara tepat. Hal-hal yang perlu dipehatikan sebelum melakukan proses pembuatan (produksi) antara lain adalah pembacaan gambar kerja, urutan pengerjaan, ukuran, dan toleransi. Perencanaan pembuatan ini dibuat dengan memperhatikan efisiensi waktu, kemudahan proses pengerjaan dan faktor perakitan.

Adapun langkah-langkah yang harus dipersiapkan sebelum melaksanakan proses pembuatan (produksi), antara lain :

a. Memahami rancangan gambar bagian yang akan dibuat.

b. Menentukan alternatif pengerjaan dengan memperhitungkan cara yang paling efektif dan efisien.

c. Membersihkan mesin atau alat yang akan digunakan dari debu dan kotoran untuk memastikan mesin dan operator aman dari lingkungan sekitar.

d. Mengecek kesiapan mesin antara lain mengecek baut-bautnya dan pelumasan pada bagian yang perlu dilumasi agar kerja mesin dapat maksimal.

e. Menyiapkan alat bantu, bahan dan alat pelindung diri yang akan digunakan.

f. Menjalankan mesin dengan hati-hati dan sesuai prosedur. g. Mematikan mesin setelah selesai digunakan dan dibersihkan. h. Memastikan mesin benar-benar aman sebelum ditinggalkan. 3.5.2 Proses pembuatan komponen deep drawing

a. Shank (holder) dan punch drawing

Bahan : Amutit.

Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji

potong.

commit to user Gambar 3.5.Punch Drawing

Langkah dalam pembuatan holder punch :

1. Menyiapkanalatdanbahan yang akandigunakan.

2. Mengukur baja sesuai ukuran yang telah ditentukan dan dinandai dengan penggores.

3. Memotong bahan dengan menggunakan mesin gergaji. 4. Membuatpunchdenganmesin turning sesuaigambar. b. Top plate (pelat atas)

Bahan : Amutit

Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji potong, mesin bor

commit to user

Alat yang digunakan :Pahat iso 6 dan iso 9, nc drill, drill Ø6 mm, Ø10 mm, Ø16 mm, Ø20 mm,jangka sorong, penggores

Gambar 3.6. Top Plate

Langkah dalam pembuatan top plate :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Mengukur benda kerja dengan menggunakan jangka sorong dan dinandai dengan penggores sesuai dengan gambarkerja yang telah ditentukan.

3. Memotong bahan dengan ukuran panjang+ 30 mm pada Ø 145 mm menggunakan mesin gergaji potong.

4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut dan memfacing bagian muka hingga rata.

5. Membubut benda kerja sesuai dengan gambar kerja dan ukuran yang telah ditentukan dan membubut finishing

hingga halus, rata dan sesuai dengan ukuran.Setelah selesai dengan mesin bubut, kemudian membuat lubang untuk tempat punch dengan menggunakan mesin bor.

6. Menghaluskan dan merapikan hasil pengeboran dengan menggunakan kikir.

commit to user

c. Baut pengarah

Bahan : ST 37

Ukuran : M 9.75x1 LH

Gambar 3.7. Baut Pengarah

d. Pegas stripper

Bahan : ST 37

Diameter kawat : 2 mm Diameter lilitan : 13 mm Jumlahlilitanaktif : 10 mm

commit to user

Gambar 3.8. Pegas Stripper

e. Stripper plate / pelat stripper

Bahan : Amutit

Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin geraji potong, mesin bor

Alat yang digunakan :Pahat iso 6 dan iso 9, nc drill, drill Ø6 mm, Ø10 mm, Ø 16mm, Ø20 mm, jangka sorong, penggores

commit to user

Gambar 3.9. Stripper Plate

Langkah dalam pembuatan stripper plate :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Mengukur benda kerja dengan menggunakan jangka sorong dan menandainya dengan penggores sesuai dengan gambar kerja yang telah ditentukan.

3. Memotong bahan dengan ukuran panjang 10mm pada Ø 150 mm menggunakan mesin gergaji potong.

4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut dan memfacing bagian muka bagian rata.

5. Membubut benda kerja sesuai dengan gambar kerja dan ukuran yang telah ditentukan dan membubut finishing

commit to user

f. Dudukan spring

Bahan yang digunakan : ST 37

Mesin yang digunakan : Mesin bubut, mesin bor, mesin

gergaji, mesin las

Alat yang digunakan : tap matic, busur las, jangka sorong,

Gambar 3.10._{Dudukan Spring}

Langkah pembuatan dudukan spring :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan dan menandainya dengan penggores.

3. Memotong bahan sesuai ukuran dengan menggunakan mesin gergaji sebanyak 6 buah denganpanjang 27 mm danØ 26 mm

4. Memasang benda kerja di mesin bubut.

5. Mengerjakan benda kerja sesuai dengan ukuran padagambarkerja.

6. Mengeborbendakerjasecarabertahapdenganmenggunakannc drill Ø 5, 8 mm dengan kedalaman 21 mm danmengebordenganmenggunakan Ø15 mm sedalam 6 mm. 7. Setelah semua bahan selesai dibor, kemudian mulai

commit to user g. Dies drawing

Bahan : Amutit

Mesin yang digunakan : Mesin Turning, las asitelin.

Alat yang digunakan : Pahat iso 6 dan iso 9, pahat profil radius, nc drill, drill Ø 6 mm, Ø 10 mm, Ø 16 mm,

Ø20 mm, jangkasorong, penggores

Gambar 3.11. Dies Drawing

Langkah dalam pembuatan dies drawing :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Mengukur bahan sesuai ukuran yang telah ditentukan dan menandainya dengan penggores.

3. Memotong bahan dengan ukuran panjang 28mm pada Ø 90mm menggunakan mesin gergaji potong.

4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut dan memfacing bagian muka hingga rata.

5. Membubut benda kerja sesuai dengan gambar kerja dan ukuran yang telah ditentukan dan membubut finishing

commit to user

Blanking 85,1mm 34 mm dan dies sesuai

dengan batas keamanan

Deep Drawing 108mm 74,5 mm

4.3 Analisa Beberapa Hasil Pengujian.

4.3.1 Terhadap material produk yang digunakan 1. Aluminium t= 0,3 mm

Gambar 4.22.Foto hasil pengujian menggunakan material Aluminium t= 0,3mm

Plat sobek pada sisi bawah drawing dan berkerut pada sisi atasnya, hal ini disebabkan karena spring kurang kuat sehingga stripper plate tidak terlalu kuat menakan plat yang tidak mengalami drawing. Sedangkan sobekan yang terjadi disebabkan karena penyettingan punch yang kurang center sehingga clearance punch juga tidak center.

2. Stainless steel t= 0,5 mm

Gambar 4.23.Foto hasil pengujian menggunakan material Stainless steel t= 0,5mm

commit to user

Berkerut pada sisi atasnya, hal ini disebabkan karena spring kurang kuat sehingga srtipper plate tidak terlalu kuat menakan plat yang tidak mengalami drawing. Jika spring diperkuat plat stainless steel

cenderung akans obek dibagian bawahnya. 3. Stainless steel t= 1 mm

Gambar 4.24.Foto pengujian menggunakan material stainless steel t= 1mm

Untuk plat stainless dengan tebal 1 mm, mesin kurang mampu dan jika dipaksakan akan merusak batang penerus dari mesin punch. Percobaan dengan tebal plat stailess 1 mm ini dilakukan untuk mengetahui apakah dengan ketebalan stainless yang lebih dapat mengurang efek kerutan pada permukaan bagian atas deep drawing.

Dan pada pengujian ini ternyata plat tetap berkerut karena spring

kurang kuat, dan jika kekuatan tekan spring diperbesar, tonase mesin semakin tidak mampu untuk melakukan proses.

4. Galvalum t= 0,5 mm

(a) (b)

Gambar 4.25. (a) Plat galvalum mengalami sobek. (b) Plat galvalum berkerut pada bagian atasnya.

commit to user

Pengujian dengan menggunakan galvalum 0,5 mm, plat mengalami robeks eperti pada gambar 4.25 (a) dikarenakan penyetingan yang kurang centre, dan setelah penyetingan diperbaiki, dilakukan pengujian lagi dan hasilnya terlihat pada gambar 4.25 (b) plat berkerut pada sisi atasnya, hal itu dikarenakan gaya penekanan yang dikakukan oleh spring kurang.

5. Galvalum t= 1 mm

Gambar 4.26.Foto hasil pengujian dengan plat galvalum t= 1mm

Untuk pengujian dengan plat galvalum 1 mm, tonase mesin kurang (mesin tidak mampu), dan terlihat adanya kerutan yang terjadi pada permukaan, hal tersebut juga dikarenakan spring kurang kuat.

6. Galvalum t= 0,5 mm (benda jadi)

Gambar 4.27.Foto hasil pengujian menggunakan material galvalum 0,5 mm (pengujian berhasil)

commit to user

4.3.2 Terhadap kemampuan kerja mesin punch

a. Kekurangan dari mesin :

1. Panjang langkah terlalu kecil (pengaruh poros eksentrik) ± 1,5 cm, sehingga kurang mampu untuk membentuk benda kerja yang langkah pembentukannya (drawing) lebih dari 1,5 cm.

2. Jarak antara alas mesin dengan penjepit punch terlalu pendek, sehingga menyebabkan kesulitan saat penyettingan punch dan

dies.

3. Tonase mesin kurang, sehingga hanya bisa digunakan untuk bentuk-bentuk benda kerja yang sederhana dan untuk luasan benda kerja yang relative kecil.

b. Kelebihan dari mesin :

- Gerakan punch saat menabrak benda kerja perlahan, sehingga untuk pengerjaan proses drawing, profil cekungan yang terbentuk dengan baik.

4.3.3 Terhadap punch dan dies yang dibuat

a. Kekurangan dari punch dan dies yang telah dibuat :

- Punch dan dies deep drawing agak rumit saat penyetinganya. b. Kelebihan dari punch dan dies yang telah dibuat :

1. Dapat dipasang pada mesin yang kapasitasnya lebih dari 5 ton. 2. Punch dan dies sederhana dan praktis (drawing, pierching dan

blanking ).

commit to user

101

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan dan pembuatan press tool (punch dan dies) untuk pembuatan produk avor wastafel ini dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Bahan plat yang digunakan untuk produksi avor wastafel dengan mesin press ini adalah galvalum 0,5 mm. Mengunakan galvalum sebagai pengganti stainless steel karena galvalum lebih ulet tanpa mendapat perlakuan panas terlebih dahulu. Sedangkan untuk bahan yang lain, tidak terlalu ulet sehingga menekuk pada bagian atas jika springnya kurang kuat dan sobek jika springnya terlalu kuat.

2. Urutan pengerjaan untuk pembuatan avor wastafel dibagi menjadi 3 yaitu:

deep drawing, pierching, dan blanking.

3. Perbedaan dimensi antara rancangan dengan punch dan dies yang telah dibuat dikarenakan harga spring back dan clearance yang digunakan.

Clearance yang digunakan pada pembuatan punch dan die diperbesar karena saat dilakukan percobaan dengan clearance yang kecil, punch dan

dies blanking sulit terlepas dan produk mangalami sobek pada sisi radiusnya.

4. Kendala yang dihadapi sebagian besar terjadi saat penyetingan punch dan

dies pada mesin, dikarenakan langkah mesin terlalu pendek, dan jarak antara alas dengan pemegang punch terlalu pendek.

5. Clearance yang digunakan untuk blanking yaitu 0,4 mm, sedangkan

clearance deep drawing adalah 0,55 mm.

commit to user

5.2 Saran

Beberapa saran yang ingin disampaikan yaitu :

1. Mengetahui kapasitas mesin yang akan digunakan sebelum memulai perancangan punch dan dies.

2. Memperhatikan jenis material yang digunakan untuk membuat punch dan

dies, karena jenis material juga menentukkan usia pemakaian punch dan

dies.

3. Memperhatikan besarnya clearance yang digunakan.

4. Pastikan kondisi mesin off pada saat penyetingan punch dan dies, dan untuk menguji hasil penyetingan sebaiknya dilakukan secara manual terlebih dahulu.