TUGAS AKHIR Pengujian Cup Drawing Pada Plat Tipis Dengan Sambungan Las Titik, Tekuk, Dan Tanpa Sambungan.

TUGAS AKHIR

PENGUJIAN CUP DRAWING PADA PLAT TIPIS
DENGAN SAMBUNGAN LAS TITIK, TEKUK,
DAN TANPA SAMBUNGAN

Disusun Sebagai Syarat untuk Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :
BUDI SANTOSO
D 200 080 052

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

ii

Mengetahui,

Dekan

Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D

Ketua Jurusan

Tri Widodo Besar R, ST, M.Sc, Ph.D

MOTTO

“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. han, maka
apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah

iii

iv

MOTTO

“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan

sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi
orang-orang yang khusyu.”
(Q.S Al Baqarah:45)

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,
maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan,
kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan
hanya pada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap”
(Q.S. Al Insyiroh: 6-8)

“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat
bagi manusia lainnya”
(Al Hadits)

“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah
belas kasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)

v


PENGUJIAN CUP DRAWING PADA PLAT TIPIS
DENGAN SAMBUNGAN LAS TITIK, TEKUK,
DAN TANPA SAMBUNGAN
Budi Santoso, Agus Dwi Anggono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email: umsbudi@yahoo.com
ABSTRAKSI
Blank adalah bagian yang sangat penting dalam melakukan
percobaan drawing dan salah satu bagian vital dalam mencegah
terjadinya cacat wrinkling. Pada saat proses drawing berlangsung maka
peran blank sangat diperlukan supaya terjadinya cacat wrinkling dapat
sedikit teratasi. Berkaitan dengan hal tersebut maka dengan melakukan
variasi pada blank dapat diungkap pengaruh variasi blank terhadap hasil
dari proses cup drawing.
Dalam melakukan penelitian ini diawali dengan pembuatan dies
dengan parameter yang telah ditentukan yaitu dengan menambahkan
empat lubang pada blank holder dan empat tap baut pada dies, yang pada
nantinya akan digunakan sebagai kekuatan blank holder. Selanjutnya
dengan membuat blank dengan material yang telah ditentukan. Terdapat

tiga variasi blank pada penelitian cup drawing ini yaitu dengan sambungan
las titik, tekuk, dan tanpa sambungan. Penelitian ini menggunakan metode
penelitian cup drawing dengan plat berbentuk silinder. Produk yang
dihasilkan yaitu sebuah cup dengan diameter atas d1:46 mm, diameter
bawah d2:30 mm dan kedalaman h:15 mm. Bahan uji (blank) yang
digunakan yaitu plat alumunium dengan ketebalan plat 0,2 mm. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa hasil terbaik terdapat pada plat yang
memakai blank tanpa menggunakan sambungan yang memiliki
kedalaman cacat wrinkling paling rendah yaitu 0,38 mm dengan ketebalan
plat 0,2 mm, untuk blank yang menggunakan sambungan las titik
menghasilkan kedalaman cacat wrinkling paling tinggi yaitu 1,5 mm, dan
dalam percobaan dengan blank sambungan tekuk mengalami cacat
lepasan pada sambungan.
Kata kunci : Blank, Blank Holder, Cup Drawing, Wrinkling

vi

TESTING CUP DRAWING ON THIN PLATE
LAS CONNECTION WITH POINT , BEND ,
AND WITHOUT CONNECTIONS

Budi Santoso, Agus Dwi Anggono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email: umsbudi@yahoo.com

ABSTRACT
Blank is a very important part in the trials for drawing and a vital
part in preventing the wrinkling defect . At the time of the drawing process
is underway , the role of blank indispensable so that defects can be a little
wrinkling resolved. Related to that then by doing variations on blank disks
can be revealed the influence of variation on the outcome of the process
of drawing cup.
In conducting this research begins with the manufacture of dies
with a parameter that has been determined by adding four holes on the
blank holder and four tap screws on the dies, which will be used as a
blank holder force. Furthermore, by making a blank with a material that
has been determined. There are three variations of cup drawing blanks in
this research is the connection spot welding, bending, and without
connection. This study uses research methods cup drawing with cylindrical
plate. The resulting product is a cup with a top diameter d1: 46 mm,

bottom diameter d2: 30 mm and a depth h: 15 mm. Test material (blank)
used are aluminum plate with a plate thickness of 0.2 mm. The results
showed that the best results are in the wear plate blank without using a
connection that has a depth of wrinkling defect to its lowest plate thickness
of 0.38 mm by 0.2 mm, for disks that use welding connection point defect
depth wrinkling generate the highest of 1 , 5 mm, and in experiments with
disabilities buckling disks removable connection on the connection
Keyword : Blank, Blank Holder, Cup Drawing, Wrinkling

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan. Tugas akhir berjudul “PENGUJIAN CUP DRAWING PADA
PLAT TIPIS DENGAN SAMBUNGAN LAS TITIK, TEKUK, DAN TANPA
SAMBUNGAN”, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak.
Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin

menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., sebagai Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST., M.Eng., Ph.D., Selaku pembimbing
yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga
Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak, Ibu dan keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan
doa, cinta, dan kasih sayang serta motivasi.semangat baik itu
secara moral maupun materi.
5. Anisya Kartika Sari sahabatku yang tak henti-hentinya selalu
memberi dorongan untuk semangat melanjutkan perjuangan.
6. Cahyo Ulik, Ari Kecis, Cahya Darmoko, Nur Wahid, Agus Salim,
Dimas, Bryan, dan mas Amar kost terima kasih untuk semua
motivasi dan bantuannya.
7. Angga Prihatmaja dan Agung Trianto selaku adek tingkat yang
sangat banyak memberikan arahan dan bantuannya.

viii


8. Keluarga Asisten Laboratorium Teknik Mesin UMS, Keluarga Unit
Produksi.
9. Balai Besar Latihan Kerja Industri (BBLKI) Surakarta.
10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin UMS angkatan 2008.
11. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan
kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...........................................................................

i


PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ..............................................

ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................

iii

HALAMAN PENGESAHAN..............................................................

iv

MOTTO ............. ...............................................................................

v

ABSTRAKSI ..... ...............................................................................

vi


ABSTRACT………………………………………………………………

vii

KATA PENGANTAR ........................................................................

viii

DAFTAR ISI ...... ...............................................................................

x

DAFTAR GAMBAR ..........................................................................

xiii

DAFTAR TABEL ..............................................................................

xv


BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah ...............................................

1

1.2. Tujuan Penelitian ..........................................................

3

1.3. Manfaat Penelitian ........................................................

3

1.4. Batasan Masalah ..........................................................

4

1.5. Sistematika Penulisan Laporan .....................................

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka ..........................................................

6

2.2. Landasan Teori .............................................................

10

2.2.1. Pengertian Deep Drawing ...................................

10

x

2.2.2. Jarak Celah (Clearance) Pada Deep Drawing .....

12

2.2.3. Gaya Tekan Pada Proses Drawing (Drawing
Force) ..................................................................

13

2.2.4. Gaya Blank Holder ..............................................

14

2.3. Variable Deep Drawing .................................................

15

2.4. Teori Elastisitas dan Plastisitas Plat ..............................

20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian .........................................................

29

3.2. Studi Lapangan dan Studi Literatur ...............................

30

3.3. Gambar Desain .............................................................

30

3.4. Proses Pembuatan Dies, Punch dan Blank Holder .......

32

3.5. Persiapan Alat dan Bahan .............................................

32

3.5.1. Alat ......................................................................

32

3.5.2. Bahan ..................................................................

36

3.6. Pembuatan Spesimen ...................................................

36

3.7. Pengujian Cup Drawing ................................................

48

3.8. Pengujian Tarik .............................................................

49

3.9. Hasil ..............................................................................

40

3.10. Analisa dan Pembahasan ...........................................

41

3.11. Kesimpuan ..................................................................

41

xi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Tarik Material .......................................

42

4.2. Pembahasan Hasil Pengujian Tarik Material .................

44

4.3. Hasil pengujian Cup Drawing ........................................

45

4.4. Pembahasan Hasil Pengujian Cup Drawing ..................

46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ...................................................................

49

5.2. Saran ..............................................................................

50

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Proses Cup Drawing ....................................................

1

Gambar 1.2. Cacat Kerutan (Wrinkling) ............................................

2

Gambar 2.1. Kurva Blank Holder Force ............................................

6

Gambar 2.2. Cup Drawing dengan BHF 1600 N ...............................

8

Gambar 2.3. Pembentukan cylinder cup, penyebaran gaya
drawing pada dinding cylinder cup ...............................

11

Gambar 2.4. Tahap proses deep drawing untuk cylinder cup ...........

11

Gambar 2.5. Proses penekanan blank holder dalam pembentukan
cylinder cup pada proses deep drawing ......................

12

Gambar 2.6. Susunan dari drawing punch, blank holder
dan drawing ring ..........................................................

15

Gambar 2.7. Diagram Tegangan-Regangan .....................................

26

Gambar 2.8. Garis Modulus ..............................................................

27

Gambar 2.9. Jenis kurva tegangan-regangan ...................................

28

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian.................................................

29

Gambar 3.2. Desain Punch, Blank Holder dan Dies .........................

31

Gambar 3.3. Proses Machining.........................................................

32

Gambar 3.4. Alat Press ....................................................................

33

Gambar 3.5 .Satu Set Dies ...............................................................

33

Gambar 3.6. Dial Indicator ................................................................

34

Gambar 3.7. Jangka Sorong Dial .....................................................

34

Gambar 3.8. Gunting .......................................................................

34

Gambar 3.9. Mesin Las Titik .............................................................

35

xiii

Gambar 4.0. Mesin Uji Tarik .............................................................

35

Gambar 4.1. Dimensi standart ASTM tipe E 8 .................................

35

Gambar 4.2. Spesimen Cup Drawing ..............................................

39

Gambar 4.3. Spesimen Uji Tarik .......................................................

40

Gambar 4.1. Grafik tegangan-regangan hasil uji tarik dan
Spesimen Uji Tarik dalam satuan mm . .......................

42

Gambar 4.2. Grafik tegangan-regangan hasil uji tarik dan
Spesimen Uji Tarik dalam satuan mm ........................ .

43

Gambar 4.3. Grafik tegangan-regangan hasil uji tarik dan
Spesimen Uji Tarik dalam satuan mm . .......................

43

Gambar 4.4. Grafik Tegangan vs Regangan Hasil Uji Tarik
Material .......................................................................

44

Gambar 4.5. Hasil pengujian cup drawing material sambungan
las titik .........................................................................

45

Gambar 4.6. Hasil pengujian cup drawing material tanpa
sambungan ..................................................................

45

Gambar 4.7. Hasil pengujian cup drawing material sambungan
tekuk ...........................................................................

46

Gambar 4.8. Grafik Distribusi Cacat Wrinkling setiap blank .............

48

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Level Parameter Optimalisasi BHF .................................

7

Tabel 3.1. Bahan yang digunakan dalam pengujian ........................

36

Tabel 3.2. Ukuran dimensi spesimen uji tarik ..................................

37

Tabel 4.1. Kedalaman cacat wrinkling .............................................

46

xv