kelompok 1 - digilib.uns.ac.id/rancang... · persatu yaitu proses blanking, proses drawing an...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

RANCANG BANGUN PUNCH DAN DIES UNTUK

AVOR WASTAFEL PADA PROSES

DEEP DRAWING DAN PIERCHING

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya (A.Md)

Disusunoleh :

KELOMPOK 1

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESINP RODUKSI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii


commit to user

iii

MOTTO


commit to user

iv

• Berdoa dan berusahalah semaksimal mungkin dan biarkan Tuhan yang

menentukan.

• Jangan terlalu bangga dengan ketenaran “ di atas langit masih ada langit

“

• Sopo nandu rbakal ngunduh.

• Rindukanlah masalalu, Sayangilah masa kini, Cintailah masa depan Agar

gerbang kebahagiaan terbuka disetiap episode kehidupanan disaat ini.

PERSEMBAHAN


commit to user

v

Sebuah hasil karya yang kami buat demi

menggapai demi sebuah cita-cita, yang ingin

saya persembahkan kepada :

Ayah dan bunda tercinta yang selama ini

telah memberi motivasi serta rasa kasih

sayangnya.

Dosen pengampu yang telah memberikan

bimbingan dan saran dalam pelaksanaan dan

penyusunan laporan ini.

Bapak Bagus selaku kepala bengkel yang

telah banyak membantu pembuatan dies

avorwastafel.

Rekan-rekan mahasiswa yang telah banyak

memberi masukan dalam penysunan laporan

ini.

ABTRAK


commit to user

vi

Rancang bangun punching tool pembuatan dies avor wastafel dibuat sebagai sarana pembelajaran dalam merealisasikan proses produksi. Ide pembuatan punching tooldies avor wastafel diperoleh setelah melakukan pencarian informasi. Banyak komponen-komponen rumah tangga yang hanya bisa dibuat dengan proses punching tool seperti avor wastafel. Alat ini dibuat agar waktu proses produksi lebih efisien dan efektif.

Perancangan dies avor washtafel dengan kapasitas mesin 5 ton meliputi 3 tahap kerja. Tahap pertama adalah proses forming tool (deep drowing) yang terdiri dari punch drawing, top plate, stripper plate, dies dan bottom plate. Tahap kedua adalah blanking yang terdiri dari shank, punch, dies, dan botton plate. Pada dies blanking dilakukan hardening dengan cara quenching oli. Punch blanking dibor pada bagian tengah sepanjang punch. Tahap ketiga adalah pierching yang terdiri dari shank, 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

Mesin punch yang telah dirancang mampu membuat avor washtafel dengan mengunakan bahan plat berupa galvalum dengan ketebalan 0,5 mm. Mesin yang digunakan adalah mesin press dengan kapasitas 5 ton. Proses pengerjaan menggunakan sistem independen dimana proses dilakukan satu-persatu yaitu proses blanking, proses drawing an proses piercing. Perancangan dan pembuatan dies avor washtafel ini membutuhkan biaya Rp. 9.500.000,00.

Kata kunci : Punching tool, Dies, Avor washtafel, Drawing, Blanking, Pierching.


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

telah memberikan rahmat, berkat dan kasihNya kepada kami, sehingga kami dapat

menyelesaikan penyusunan laporan TUGAS AKHIR dengan judul

“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DIES AVOR WASTAFEL“. Proyek

Akhir ini disusun guna melengkapi dan memenuhi salah satu persyaratan

memperoleh gelar Ahli Madya Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret.

Dalam penyelesaian Proyek Akhir ini tidak mungkin dapat terselesaikan

tanpa bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih

kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini,

terutama kepada :

1. Zainal Arifin, ST, MT selaku pembimbing I Proyek Akhir.

2. Eko P.B, ST, MT selaku pembimbing II ProyekAkhir.

3. Heru,ST, MT selaku ketua Program DIII Teknik Mesin Universitas Sebelas

Maret.

4. Ayah dan ibu yang telah banyak memberi bantuan baik berupa moral maupun

materi.

5. Asisten Laboratorium Proses Produksi yang telah banyak memberi masukan.

6. Rekan-rekan satu kelompok Proyek Akhir.

7. Rekan-rekan D3 Teknik Mesin Produksi angkatan 2008, sebagai teman

seperjuangan di Fakultas Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret.

8. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terimakasih atas

bantuannya dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Semoga budi baik

dan pengorbanan yang telah diberikan menjadi amal sholeh dan mendapat

balasan dari Tuhan Yang Maha Esa. Amin.

Dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini masih kurang sempurna dan

banyak kekurangan. Oleh karena itu saran dan kritik dari berbagai pihak sangat

diharapkan guna penyempurnaan laporan ini. Agar laporan ini dapat bermanfaat


commit to user

viii

bagi masyarakat luas pada umumnya dan khususnya bagi mahasiswa Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Surakarta, Juli 2011

Penulis


commit to user

ix

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 DATA UMUM PERUSAHAAN

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


commit to user

x

2.2.6Jenis-jenis Cutting Tool .......................................................................... 11

2.3Bagian Punching Tool ....................................................................................... 14

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


commit to user

xi

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

3.3.2 Data Geometri Avor Wastafel ................................................................ 39

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


commit to user

xii

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

4.2.1 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing .............................................. 91

4.2.2 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ............................................. 92

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

LAMPIRAN ............................................................................................................. 102


commit to user

xiii

DAFTARTABEL

Tabel2.1 Besarnya penetrasi dari jenis material dalam satuan prosen (%) ................... 9 Tabel2.2 Harga drawing clearance untuk suatu konstruksi perkakas deep drawing . 23 Tabel2.3Harga elastisitas pada rumus Tetmejer.......................................................... 27 Tabel2.4Besarnya spring back dan clearance ........................................................... 33


commit to user

xiv

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


commit to user

xv

Gambar 3.7 Baut pengarah .......................................................................................... 61

Gambar 3.8 Pegas stripper .......................................................................................... 62

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


commit to user

xvi

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

.......................85

Gambar 4.15 Pemasangan shoe pada bed mesin ......................................................... 85

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

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1

Lampiran 1.1 : Tabel Pahat ISO.

Lampiran 1.2 : Tabel Rumus-rumus Perhitungan Diameter Blank D untuk shell

silindris.

Lampiran 1.3 : Tabel Design Dimension of Screw Threads, Bolt, and Nuts

According to IS : 4218.

Lampiran 1.4 : Skema Gerak Langkah Pada Punch-Dies.

LAMPIRAN 2

Gambar Kerja


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.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam Proyek Akhir ini adalah bagaimana

perencanaan dan pembuatan Dies Avor Wastafel.


commit to user

2

1.3 Batasan Masalah

Bedasarkan 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.

1.4 Tujuan

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.

1.5 Manfaat 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.

1.6 Metodologi

Metode yang digunakan dalam menyelesaikan permasalahan yang timbul dari

pembuatan dies avor wastafel mesin punch yaitu :


commit to user

3

1. Pengumpulan data dan informasi

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

Pelaksaan 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

5

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

PRESUREradius

radius

Penetrasion Stars


commit to user

6

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

7

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 alloawance 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.

d. Alumunium, kuningan, tembaga : 2% - 4% tebalnya.


commit to user

8

Gambar. 2.5. Clearance of Cutting Tools dan grafik penetrasi (Tool Design 2)


commit to user

9

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

10

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.

2.2.3 Burr

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.

2.2.4 Pengaruh 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

clearance yang dipakai kecil.


commit to user

11

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

12

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).

Gambar. 2.8. Trimming


commit to user

13

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.

Gambar. 2.10. Cropping


commit to user

14

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.

Gambar. 2.12. Bagian Punching tool


commit to user

15

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

16

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

2.4.2 Inverted 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

Bottom plate


commit to user

17

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

dapat dilihat pada gambar.


commit to user

18

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

19

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.

Gambar. 2.17. Group Tool


commit to user

20

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) Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta


commit to user

21

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

22

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

23

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 Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta


commit to user

24

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 )

FB = A .p atau FB = (AB – Ap) . p (2.8)


commit to user

25

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)

σB = 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

Dari 0,5 mm sampai 1 mm FB 0,3 Fz


commit to user

26

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 . σB. α (2.11)

Di mana,

FZ = Gaya drawing (N)

U = Keliling benda kerja atau shell (mm)

t = Tebal pelat atau material (mm)

σ = Tegangan tarik material (N/mm2)

α = Angka koreksi

Untuk shell silindris (round shell) maka rumus di atas dapat

disederhanakan menjadi :

Fz = π. d . t .σB. α (2.12)

Di mana,

Fz = Gaya drawing (N)

d = diameter shell (mm)

t = Tebal pelat/ material (mm)

σB = Tegangan tarik material (N/mm)

α = angka koreksi

Untuk angka koreksi (α) diperoleh dari gambar 2.20 di atas.


commit to user

27

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

28

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 .τ. (2.15)

Di mana,

FB = Gaya blanking (N)

U = Keliling pemotongan (mm)

t = Tebal plat atau material (mm)

τ = 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

29

FP = U .t .τ (2.16)

Di mana,

FP = Gaya Pierching (N)

U = Keliling Pemotongan (mm)

t = Tebal Pelat atau material (mm)

τ = 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

p = pitch pegas


commit to user

30

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 = AI

(2.19)

Dimana,

S = Panjang Batang (mm)

A = Luas penampang (mm²)

i = jari- jari girasi

λ = kerampingan

I = Momen Inersia (mm4)


commit to user

31

Apabila menggunakan rumus tetmejer maka rumusnya adalah sebagai berikut:

Tabel 2.3. Harga Elastisitas pada rumus Tetmejer


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 : Punching Tool 2, ATMI

Surakarta) :

FxiFX

ΣΣ

=.

(2.20)

FyiFY

ΣΣ

=.

(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

ΣF = Gaya proses pada satu bidang (N)


commit to user

32

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)

Dies : d2 = d + f + 2s (2.23)


commit to user

33

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)

E = Modulus Elastisitas (N/mm2)


commit to user

34

I = Momen Inersia bahan (mm4)

τg = 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)

τt = Tegangan geser bahan (N/mm2)


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 akan

dikerjakan. Hal ini berpengaruh terhadap pemilihan perkakas punch yang

akan dipakai dan kualitas perkakas punching tool 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 punch yang akan digunakan

terutama punch dan dies. Jenis material ini termasuk juga tebal plat material

produk. Jenis material juga digunakan untuk menghitung clearance antara

punch dan 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

36

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 pembuatan perkakas

press tool ini dinyatakan dalam suatu bentuk diagram alir sebagai berikut :


commit to user

37

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

Tidak Ya


commit to user

38

3.3 Perancangan Dan Pembuatan Perkakas Press Tool

3.3.1 Pemilihan 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 pada

bak 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 washtafel terbuat 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 :

Gambar. 3.1. Avor Wasrafel tampak atas


commit to user

3.3.2 D

Ber

kedalam

dilihat p

ata geometri

rdasarkan dat

m permodelan

pada gambar

Ga

Gambar 3.2

i avor washt

ta-data yang

n numeric, m

berikut ini.

ambar 3.3. A

2. Avor Wast

tafel

diperoleh d

maka data g

Avor Wastafe

tafel tampak

dari kondisi p

geometri dar

el yang akan

k samping

pasar dan me

ri avor wash

n diproduksi

39

embawanya

htafel dapat


commit to user

40

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

41

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 mesin

punch yang memiliki spesifikasi sebagai berikut (sumber : spesifikasi

mesin punch):

Name Plate Spesifikasi Mesin Punch.


commit to user

42

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 menggunakan gerinda

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 posisi punch 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 tool adalah sebagai berikut :

1. Baja St 60 sebagai penekan (top plate) dan sebagai dudukan bagi

punch (bottom plate).

2. Baja amutit sebagai bahan pembuat punch dan dies.


commit to user

43

Sedangkan untuk punch pierching digunakan ;

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 proses

pengerjaan, antara lain :

1. Gaya pembentukan : gaya deep drawing dan 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 . σB . α

Diketahui : σgalvalum = 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)

D = d12 + 4.dx.a + (d3

2-d22)


commit to user

44

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 tengah drawing (mm)

m = deep drawing ratio

m = , = 0,525

a= 41 mm – 35,7 mm

2122 +

2

41 mm + 35,7 mm 2

dx D

m =

d2 + d1 2


commit to user

45

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 = 0,525 tidak ada, maka dipakai

nilai m = 0,5 sehingga diperoleh α = 1

Grafik hubungan antara m (drawing ratio), β, dan α


Maka,FZ = U . t . σB . α

= π . dx .t .σB . α

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

= 3371,732 kg

b. Gaya pengendali blank atau blank 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

46

Mencari harga p;

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

β = 1/m = kebalikan deep drawing ratio

t = tebal plat/ material (mm)

σ = 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 . . σgalvalum steel (β – 1)2 + 0,5 . d 100 . t

p =0,0025 . . 56kg/mm2(1,9 – 1)2 +

0,5 . 38,42 mm 100 . 0,5 mm


commit to user

47

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)


t = Tebal plat (mm)

τ = Tegangan geser material (kg/mm2)

Diketahui : τ 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 . τ = 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 . τ

WS = [ (XA . FZ) + FB ] . h


commit to user

48

2. Gaya pierching

Di mana, FP = Gaya pierching (kg)


T = tebal plat (mm)

τ = tegangan geser material (kg/mm2)

Diketahui : τ 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 . τ = 98,91 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2

= 2769,48 kg

= 2,769ton

Kesimpulan : mampu dikerjakan mesin

Dari perhitungan gaya-gaya diatas dapat diketahui bahwa

besarnya gaya mesin 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 (tonase) 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

FP = U . t . τ


commit to user

49

tool yang kerjanya dilakukan secara terpisah antara proses drawing,

trimming, 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) ;

75 mm5,5 mm

13,64

14 lilitan

Maka,

F G . d . f

8 . D . i


commit to user

50

F 80.000 N

mm . 2 mm . 40,5 mm8 . 15 mm . 14

F 51.840.000 N

mm378.000 mm

F 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 punch terhadap 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 bahan punch (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

FK= 3,142 .210000 N/mm2 .63,585 mm4

(55mm)2

FK = π2 .E . I S2


commit to user

51

=

= 44558,14 N

= 4542,11 kg

FP = U . t . τ = 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


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

3025 mm2


commit to user

52

δ = t + 0,02 . √10 t

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

= 0,545 mm

= 0,55 mm

Rumus Clearance trimming dan pierching:

. .

Di mana, δ = Clearance (mm)

C = faktor kerja (0,035 – 0,005)

Yang biasa digunakan 0,01

S = tebal plat (mm)

τ = tegangan geser (kg/mm2)

Maka besarnya clearance pada proses trimming dan pierching,

yaitu :

δ = C . S . √

= 0,01 . 0,5 mm . 56 / 2

= 0,037 mm

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

53

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

Deep drawing dies :


commit to user

54

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

Radius punch : 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)

Trimming punch : D1= D – f – 2s

= 61,7 mm – 0,0253 mm – 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

55

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 dies minimum

Di mana, H = tebal dies minimum (mm)

Ftot = gaya total (N)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Diketahui : Ftot = 5000 kg

= 49050 N

Maka, H . ,

= 17, 0998 mm

= 17 mm

Jadi, tebal die minimum untuk drawing, trimming, dan pierching

adalah ≥ 17 mm.


commit to user

56

5. Panjang punch maks (L)

. .

. .

Di mana, Lmax = Panjang Punch maksimum (mm)

E = Modulus Elastisitas (N/mm2)

I = Momen Inersia bahan (mm4)

τg = 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


commit to user

57

= 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

π2 . 215000 N/mm2 . 63,585 mm4 192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 98,91 mm


commit to user

58

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.

Alat yang digunakan : Jangka sorong,penggores.


commit to user

59

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

60

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

61

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

Pitch : 7.5 mm


commit to user

62

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

63

Gambar 3.9. Stripper Plate

Langkah dalam pembuatan stripper plate :


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.


memfacing bagian muka bagian rata.



hingga rata, halus dan sesuai dengan ukuran.


commit to user

64

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 :


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

membuat ulir dengan menggunakan tap matic.


commit to user

65

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 :


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.


memfacing bagian muka hingga rata.



hingga halus, rata dan sesuai dengan ukuran.


commit to user

66

h. Bottom plate / pelat bawah / bottom shoe

Bahan : ST 60

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

Alat yang digunakan :Pahat iso 6 dan iso 9, ncdrill, drillØ 6mm,

Ø 10 mm, Ø 16 mm, Ø 20 mm, jangka

sorong, penggores

Gambar 3.12. Bottom Shoe

Langkah dalam pembuatan bottom shoe :


2. Mengukur benda kerja dengan jangka sorong dan

menandainya dengan penggores sesuai dengan dimensi



commit to user

67

3. Menggergaji bahan dengan menggunakan mesin gergaji

potong.

4. Membuat bottom shoe dengan menggunakan mesin turning

sesuai sketsa gambar kerja yang telah ditentukan.

5. Memfacing bagian muka dengan pahat ISO 2 sampai halus.

6. Melubangi benda kerja secara bertahap dengan drill Ø

6mm, Ø 10mm, Ø 13mm, Ø18mm, Ø20mm kemudian

untuk membesarkan lubang (boring) dengan pahat ISO 9

sampai ukuran yang ditentukan.

7. Memfinisingdan menghilangkan chip dengan menchamper

sisi ujung dengan pahat ISO 6.

8. Melepas benda kerja dan membalikanya, memfacing dan

memasukkan ukuran panjang sesuai dengan gambar.

3.5.3 Proses pembuatan komponen trimming

a. Blanking shank

Bahan :ST 37

Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji potong

Alat yang digunakan : Jangka sorong, penggores

Gambar 3.13. Blanking Shank


commit to user

68

Langkahdalampembuatan blanking shank :




3. Menyeting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift

center.

4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.

5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.

6. Memasang drill chuck pada tailstock, kemudian pasang twist

drill Ø 6 mm pada drill chuck.

7. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang sisi potong

pada twist drill (untuk pengawalan pembuatan lubang besar).

8. Setelah selesai kemudian mengganti twist drill dengan

menggunakan Ø 10 mm.


pada twist drill.

10. Kemudian mengganti twist drill dengan menggunakan twist

drillØ 13 mm.

11. Memulai pembuatan lubang sampai tembus.


drill Ø 20 mm, kemudian memulai pemakanan sepanjang 92.6

mm.

13. Kemudian melepas drillchuckdan benda kerja, kemudian

memasang benda kerja di chuck sepanjang 60 mm.

14. Mensetting mesin, kemudian membuat benda kerja menjadi Ø

25,3 mm sepanjang 49,6 mm.

15. Membalik benda kerja kemudian membuat profill Ø luar.

16. Memfinishing benda kerja dari chips.

b. Punch blank

Bahan : Amutit

Mesin yang digunakan :Mesin Turning

Alat yang digunakan :Jangka sorong,


commit to user

69

Gambar 3.14. Punch Blank

Langkahdalampembuatan punch blank :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan.

2. Mengukur benda sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan

dengan menggunakan jangka sorong.

3. Mensetting mesin bubut yang akan digunakan untuk

mengerjakan benda kerja.

4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut.

5. Mengerjakan benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah

ditentukan.

c. Dies blanking

Bahan : Amutit

Mesin yang digunakan : Mesin Turning

Alat yang digunakan : jangka sorong


commit to user

70

Gambar 3.15. Dies Blanking

Langkah pembuatan dies blanking :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan.


ditentukan.

3. Mensetting mesin turning yang akan digunakan.

4. Memasang benda kerja pada chuck mesin turning.

5. Mengerjakan benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah

ditentukan.

6. Setelah proses permesinan selesai kemudian benda kerja

dilakukan proses hardening oil.

d. Bottom shoe

Bahan :ST 60

Mesin yang digunakan : mesin turning, mesin gergaji, mesinlas,

mesin milling.

Alat yang digunakan : jangka sorong,


commit to user

71

Gambar 3.16. Bottom Shoe

Langkah pembuatan bottom shoe :






potong.



5. Memfacingbagian muka dengan pahat ISO 2 sampai halus.


commit to user

72



untuk membesarkan lubang (boring) dengan pahat ISO 9

sampai ukuran yang ditentukan.

7. Menfinising menghilangkan chip dengan menchamper sisi

ujung dengan pahat ISO 6.



3.5.4 Proses pembuatan komponenpierching

a. Shank (holder)

Bahan : ST 60

Mesin yang digunakan : Mesinbubut

Alat yang digunakan : Jangka sorong, Pahat iso 6 dan iso9,

nc drill, drill Ø 6 mm, Ø 10 mm,

Ø16 mm, Ø20 mm, penggores

Gambar 3.17. Shank Holder Piercing

Langkah pembuatan shank piercing :





commit to user

73


center.






pada twist drill (untuk pengawalan pembuatan lubang besar).


menggunakan Ø 10 mm.


pada twist drill.


drill Ø 11 mm.

11. Memulai pembuatan lubang sampai tembus.

12. Mengganti twist drill dengan menggunakan twist drill Ø 20

mm, kemudian memulai pemakanan sepanjang 32,5mm.

13. Melepas drill chuck dan benda kerja, kemudian memasang

benda kerja di chuck sepanjang 60 mm.

14. Mensetting mesin, membuat benda kerja menjadi Ø 40 mm

sepanjang 70,8 mm.

15. Membalik benda kerja kemudian membuat profill Ø luar.

16. MembuatbendakerjamenjadiØ 27 mm sepanjang 48 mm.

17. Memfinishing benda kerja dari chips.

b. Top plate / pelatatas

Bahan yang digunakan :ST 60

Mesin yang digunakan :Mesinbubut, mesinbor

Alat yang digunakan :Jangkasorong, PahatISO 6 danISO

9,nc drill, drill Ø4 mm, Ø6 mm, Ø

10 mm,Ø12 mm, penggores, tap

maticukuran M 5x1 dan M 13x1.


commit to user

74

Gambar 3.18. Top Plate

Langkah pembuatan top plate :




3. Menseting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift

center.



6. MemulaipemakananbendakerjadariØ 95 mm menjadiØ 94 mm.



8. Memulai pembuatan lubang sepanjang 10 mm.

9. Mengganti twist drill dengan menggunakan Ø 10 mm.

10. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang 10 mm.

11. Mengganti twist drill dengan menggunakan twist drill Ø12

mm.


13. Melepasbendakerjadari chuck mesinbubut.


commit to user

75

14. Setelahbendakerjaterlepas, membuat 4 lubangdenganØ4

mmmenggunakanmesin bor.

15. Membuatulirdenganmenggunakan tap matic M 4x1 dan M

12x1.

c. Punch holder plate

Bahan yang digunakan :ST 60

Mesin yang digunakan :mesinbubut, mesinbor

Alat yang digunakan :Kepalapembagi, jangkasorong,

PahatISO 6 daniso 9,nc drill, drill Ø

6 mm, Ø11 mm,Ø8,5 mm, Ø9 mm,

Ø4 mm , dan penggores.

Gambar 3.19. Punch Holder Plate

Langkah pembuatan Punch holder plate :





center.




commit to user

76

6. MemulaipemakananbendakerjadariØ 95 mm menjadiØ 94 mm.



8. Memulai pembuatan lubang sampaitembus.


menggunakan Ø9 mm.


11. Memasang kepala pembagi pada mesinbor.

12. Memasang benda kerja pada kepala pembagi.

13. Memasang pahat Ø 4 mm dan mengeborbagian lubang baut 4

lubang.

14. Mengebor benda kerja pada posisi lubang punchØ 8,5 mm

mulai dari mata borØ 4, Ø 8,5 sampai tembus pada 3 lubang.

Setelah itu dibor lagi menggunakan Ø 11 mm pada kedalaman

5 mm.

d. Punch pierching

Jenis Material : B-SPB 8,5 – 60 – T5 – H11 (3) & B-SPB 6 – 60 –

T5 – H9

Gambar 3.20. Punch Piercing


commit to user

77

e. Dies

Bahan yang digunakan : amutit

Mesin yang digunakan : mesin bubut, Mesin bor

Alat yang digunakan : kepala pembagi, jangka sorong,

pahat ISO 6 dan iso 9, nc drill, drill

Ø6 mm, Ø 8,5 mm,Ø 9 mm, Ø 11

mm, penggores.

Gambar 3.21. Dies Piercing

Langkah pembuatan dies piercing :





center.



6. Memulai pemakanan benda kerja dengan proses pemakanan

bubut Ø 60,4 mm.


commit to user

78

7. Melepas benda kerjadari chuck mesin bubut, kemudian

melakukan proses pengeboran dengan kepala pembagi sesuai

dengan gambarkerja.

f. Dies holder plate


Mesin yang digunakan :mesinbbubut, mesinbor

Alat yang digunakan :pahat iso 6 dan iso 9, nc drill, drill Ø 4

mm, Ø 8 mm, Ø16 mm tap matic M 9x1.

Gambar 3.22 Dies Holder Plate

Langkah pembuatan dies hoder plate :





center.



6. Memulai pemakanan benda kerja dengan poses pemakanan

bubutØ 109,6 mm.

7. Memasang nc drill pada drill chuck dan mengebor benda pada

kedalaman 5 mm. Setelah itu mengganti drill ukuran Ø 4 mm


commit to user

79

kemudian benda dibor sampai tembus, pengeboran dilanjutkan

dengan mata pahat Ø 8 mm dan Ø 16 mm.

8. Membubut dalam pada Ø 39,6 mm sampai tembus.

9. Membalik benda kerja untuk pembubutan dalam Ø 60,2 mm

kedalaman 10 mm.

10. Melepas benda kerja dari chuck mesin bubut, kemudian

melakukuan proses pengeboran dengan kepala pembagi sesuai

dengan gambarkerja.

g. Bottom plate / pelatbawah / shoe


Mesin yang digunakan :mesinbubut,

Alat yang digunakan :jangka sorong, pahat ISO 6 dan ISO

9,nc drill, drill Ø 6 mm, Ø 10 mm,

Ø16 mm, Ø20 mm, penggores.

Gambar 3.23 Bottom Shoe


commit to user

80

Langkah pembuatan bottom shoe :






potong.



5. Memfacing bagian muka dengan pahat iso 2 sampai halus.



untuk membesarkan lubang (boring) dengan pahat iso 9

samapi ukuran yang ditentukan.

7. Menfinising menghilangkan chip dengan menchamper sisi

ujung dengan pahat iso 6.



3.6 Proses pengecatan Bagian-Bagian Press Tool

Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :

1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk

menghilangkan korosi.

2. Mendempul bagian komponen punch dan dies yang terdapat lubang atau

hasil las yang tidak rata.

3. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan

dalam benar-benar bersih dari korosi.

4. Memberikan cat dasar atau poxi keseluruhan bagian yang akan dicat.

5. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar (poxi) sampai

benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan.

6. Melakukan pengecatan warna.


commit to user

81

3.7 Proses Perakitan Bagian-Bagian Press Tool

Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan

pembuatan suatu mesin atau alat, di mana suatu cara atau tindakan untuk

menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari

satu kesatuan menurut pemasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin

yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.

Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal

sebagai berikut :

1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan

telah siap ukuran sesuai perencanaan.

2. Komponen-komponen standart siap pakai atau dipasangkan.

3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara

pemasanganya.

4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing

komponen yang tersedia.

5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.

Langkah-langkah perakitan:

1. Komponen deep drawing

a. Menggabungkan dudukan spring dengan stripper plate mengunakan

sambungan las .

b. Merapikan sambungan las menggunakan dempul kemudian

diamplas.

c. Memasang die drawing pada bottom plate.

d. Menyambung bottom plate dengan pengunci menggunakan

sambungan las.

e. Memasang bottom plate pada bed mesin punch.

f. Memasang punch drawing pada top plate dan dirakit pada mesin

punch.

g. Mengatur center point pada punch drawing dengan die drawing.

h. Memasang stripper plate pada punch menggunakan baut yang

dilengkapi spring penahan.


commit to user

82

i. Mengatur tinggi punch drawing pada mesin punch.

2. Komponen Trimming

a. Memasang punch pada die mengunakan sambungan baut.

b. Memasang die trimming pada bottom plate yang sama dengan yang

digunakan untuk proses drawing kemudian dipasang pada bad mesin

punch.

c. Memasang punch drawing pada mesin punch dan mengatur center

point punch dengan die.

d. Mengatur tinggi die drawing.

3. Komponen pierching

a. Menggabungkan punch dengan punch holder plate menggunakan

sambungan las.

b. Menggabungkan punch holder plate dengan top plate mengunakan

baut.

c. Memasang shank pada top plate.

d. Menyambung bottom plate dengan pengunci menggunakan

sambungan las.

e. Memasang die, die holder plate, dan bottom plate menggunakan

sambungan baut.

f. Memasang bottom plate pada bed.

g. Memasang die pada mesin punch.

h. Mengatur center point punch dengan die piercing.

i. Mengatur tinggi punch.

3.8 Perawatan Mesin Punch

Perawatan adalah suatu bentuk kegiatan yang bertujuan untuk

memperpanjang umur pemakaian mesin dan mengupayakan agar mesin selalu

siap untuk dipergunakan serta untuk menghindari kecelakaan keja pada waktu

pengoperasian mesin atau alat tersebut.


commit to user

83

Perawatan mesin punching dan diesnya sebaiknya dilakukan dengan baik dan

teratur, karena mengingat semua bagian komponen dari mesin ini tidak

tertutup sehingga debu dan kotoran mudah menempel pada komponen.

Pelumasan perlu dilakukan pada bagian-bagian mesin yang mengalami

gesekan, misalnya pada dies.

Untuk komponen mesin utama yang perlu dilakukan perawatan adalah

pada dies dan poros eksentrik mesin punching. Dies ini sering melakukan

gesekan bahkan benturan saat digunakan membuat produknya. Sedangkan

pada poros eksentriknya, karena sering berputar maka pada bearing-

bearingnya harus sering dirawat. Adapun cara perawatannya yaitu dengan

melakukan pembersihan dan pelumasan pada dies dan poros eksentriknya.

Hal ini dilakukan agar umur penggunaan dies dan poros eksentriknya dapat

bertahan lama dan tidak mudah rusak.


commit to user

84

BAB IV

ANALISA DATA DAN HASIL PENGUJIAN

4.1 Langkah-langkah Pengujian Mesin.

4.1.1 Pengujian punching tool deep drawing

Langkah-langkahnya sebagai berikut :

1. Memastikan bahwa mesin dalam keadaan off.

2. Memasang baut stripper (6 pcs) pada pelat atas (top plate).

3. Memasang shank pada mesin.

4. Memasang dies drawing pada shoe, kemudian dilanjutkan dengan

memasangkan shoe pada alas mesin.

5. Menurunkan posisi puch dengan menggerakkan pulley, hingga punch

berhimpit dengan dies. Hal ini dilakukan untuk mensetting posisi dies

agar center dengan punch dan untuk menentukan dalamnya posisi

drawing.

6. Mengencangkan baut pengunci shoe pada posisi yang telah

ditentukan/disetting.

7. Kemudian memasang spring pada baut stripper, dan dilanjutkan

dengan memasang pelat stripper (stripper plate).

8. Mengencangkan baut stripper hingga spring tertekan dan jarak antara

punch dengan sisi paling bawah dari stripper plate minimal 5mm.

9. Menentukan posisi TMA (Titik Mati Atas) punch (antara 58-62

ukuran pada mistar), dengan acuan saat punch mencapai TMB (Titik

Mati Bawah) punch berhimpit dengan dies, kemudian memutar pulley

secara manual sampai punch mencapai TMB lalu ke TMA lagi.

10. Menempatkan plat galvalum di atas dies drawing.

11. Mengoperasikan mesin secara manual terlebih dahulu untuk

memastikan penyetingan sudah tepat dan benar.

12. Menghidupkan mesin, dan memulai proses deep drawing untuk

membentuk profil cekung pada avor washtafel dengan menginjak

pedal yang terdapat di bagian bawah mesin.


commit to user

85

13. Setelah proses selesai, mematikan mesin, dan kemudian mengambil

plat galvalum tadi (benda kerja).

Gambar 4.1.Baut Stipper terpasang pada Top Plate

Gambar 4.2. Drawing dies dan shoe

Gambar 4.3.Penyetingan punch drawing.


commit to user

86

(a) (b)

Gambar 4.4. (a) Mengatur posisi shoe. (b) Mengencangkan baut penahan

shoe dan bed.

(a) (b)

Gambar 4.5. (a) & (b) Pemasangan spring dan stripper plate

(a) (b)

Gambar 4.6. (a) & (b)Mengencangkan baut stripper


commit to user

87

(a) (b)

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

TMA.

4.1.2 Pengujian punching tool pierching



2. Memasang top plate pada shank.

3. Memasang punch pada punch holder plate.

4. Menyatukan antara no. 2 dan no. 3.

Gambar 4.8. Shank berserta Punch pierching.


6. Memasang dies pierching pada shoe/pelat bawah, dies ditahan oleh

dies holder plate.

7. Memasang shoe pada alas mesin.


commit to user

88

Gambar 4.9. Pemasangan punch pierching pada mesin.

Gambar 4.10. Pemasangan shoe dan dies pierching pada bed mesin.

8. Menurunkan posisi punch dengan menggerakkan pulley agar

mencapai TMB (titik mati bawah). Hal ini dilakukan untuk mensetting

posisi dies agar center dengan punch dan untuk menentukan

dalamnya langkah pierching, serta untuk menentukan ketepatan antara

punch dengan dies agar punch tidak menabrak dies saat pengoperasian

mesin.

9. Menentukan posisi TMA punch pierching (± 54 ukuran tertera pada

mistar).

10. Mengencangkan baut penahan shoe pada posisi yang telah ditentukan.

11. Menaikkan posisi poros eksentrik hingga menacapai TMA.

12. Menempatkan plat galvalum (plat yang sudah mengalami proses

drawing) di atas die pierching.




commit to user

89

14. Lalu menghidupkan mesin, dan memulai proses pierching untuk

membentuk lubang pada avor wastafel dengan menginjak pedal yang

terdapat di bagian bawah mesin.


plat galvalum tadi (bendakerja).

(a) (b)

Gambar 4.11. (a) & (b) Mensetting TMA punch pierching.

Gambar 4.12.Penyetingan posisi TMA.

4.1.3 Pengujian punching tool blanking



2. Memasang punch blanking pada shank.



commit to user

90

Gambar 4.13.Pemasangan punch blanking pada mesin.

4. Memasang dies blanking pada shoe/pelat bawah.

5. Memasang shoe pada alas mesin.

(a) (b)

Gambar 4.14. (a) Memasang dies pada shoe. (b) Mengencangkan baut

Gambar 4.15.Pemasangan shoe pada bed mesin.

6. Menurunkan posisi puch blanking dengan menggerakkan pulley agar

mencapai TMB (titik mati bawah). Hal ini dilakukan untuk mensetting


commit to user

91

posisi dies agar center dengan punch dan untuk menentukan dalamnya

langkah blanking.

7. Menentukan posisi TMA punch blanking (± 72 ukuran tertera pada

mistar).

(a) (b)

Gambar 4.16. (a) Menentukan posisi TMA. (b) Mensetting posisi

center dies blanking.

8. Mengencangkan baut penahan shoe pada posisi yang telah ditentukan.

Gambar 4.17.Pengencangan baut penahan shoe.

9. Menaikkan posisi poros eksentrik hingga menacapai TMA.

10. Memasang polyurethane pada bagian tengah punch blanking.


commit to user

92

Gambar 4.18.Setting punch blanking jadi.

11. Menempatkan plat galvalum (plat yang sudah mengalami proses

drawing dan pierching) di atas dies blanking.



Gambar 4.19.Memastikan penyetingans udah selesai.

13. Lalu menghidupkan mesin, dan memulai proses blanking untuk

memotong sisi bagian luar pada avor wastafel dengan menginjak

pedal yang terdapat di bagian bawah mesin.


plat galvalum tadi (benda kerja).

4.2 Analisa Perbandingan Dimensi Pada Rancangan Dengan Dimensi Benda

Jadi (aktual).

4.2.1 Perbandingan dimensi pierching

a. Pierching Ø 8,5 mm


commit to user

93

Nama Bagian Aktual Rancangan

Punch Ø 8,5 mm Ø 8,5253 mm

Die Ø 8,6 mm Ø 8,5993 mm

b. Pierching Ø6 mm


Punch Ø 6 mm Ø 6,0253 mm

Die Ø 6,1 mm Ø 6,0993 mm

c. Dari perbandingan di atas dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran

punch dan dies pierching secara aktual dan berdasarkan perhitungan

dikarenakan adanya faktor spring back (f) (sesuai tabel hal. 71) dan

perbedaan clearance (s) yang digunakan saat pembuatan punch dan

dies. Namun dari perbandingan dapat dilihat bahwa perbedaan ukuran

yang terjadi tidak begitu besar sehingga untuk dimensi punch dan dies

pierching secara aktual sesuai dengan rancangan yang telah

diperhitungkan.

4.2.2 Perbandingan dimensi blanking

a. Blanking Ø 61,7 mm


Punch Ø 61,7 mm Ø 61,6007 mm

Die Ø 61,8 mm Ø 61,6747mm

b. Dari perbandingan di atas dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran


dikarenakan adanya faktor spring back (f) (sesuai tabel hal. 71) dan

perbedaan clearance (s) yang diguanakan saat pembuatan punch dan

dies. Dari clearance yang digunakan saat pembuatan punch dan die

blanking diperbesar karena saat dilakukan percobaan dengan clearance

yang kecil, punch dan dies blanking sulit terlepas (dies menjepit punch


commit to user

94

dan benda kerja) meskipun terdapat ejektor. Ejektor hanya berfungsi

melepas benda kerja/produk.

4.2.3 Perbandingan dimensi deep drawing

a. Deep drawing punch

Gambar 4.20. sketsa punch drawing

Sumber :Dokumentasi Pribadi


D1 Ø 35,1 mm Ø 34,6 mm

Dx Ø 37,58 mm Ø 37,25 mm

D2 Ø 40,06 mm Ø 39,9 mm

A 9,34 mm 12,3 mm

b. Deep drawing dies

Gambar 4.21. sketsa dies drawing

Sumber :Dokumentasi Pribadi


D1’ Ø 35 mm Ø 35,7 mm

Dx’ Ø 38,19 mm Ø 38,35 mm


commit to user

95

D2’ Ø 41,38 mm Ø 41 mm

a’ 9,34 mm 12,3 mm

Radius Ring / Dies : rR = 2,17 mm

= 2,2 mm

Radius punch : harus lebih besar dari radius dies

rP = 3 mm

§ Dari perbandingan di atas dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran


dikarenakan adanya perbedaan clearance (s) yang diguanakan saat

pembuatan punch dan dies. Namun dari perbandingan dapat dilihat

bahwa perbedaan ukuran yang terjadi tidak begitu besar sehingga untuk

dimensi punch dan dies drawing secara aktual sesuai dengan rancangan

yang telah diperhitungkan. Perbedaan yang sangant terlihat adalah pada

dimensi kedalaman drawing yang akan dibuat.

4.2.4 Analisa tebal dies dan panjang punch

a. Tebal dies minimum

H = 17, 0998 mm

= 17 mm

Tebal dies untuk drawing, blanking, dan pierching ≥ 17 mm.

Nama dies Ukurant tebal dies aktual

Pierching 50,2 mm

Blanking 24,5 mm

Deep Drawing 25,3 mm

b. Panjang punch maksimum

Nama punch Panjang Punch

Maksimum

Panjang Punch

Aktual Keterangan

Pierching 119mm 60 mm Ukuran punch


commit to user

96

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

97

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

98

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)

4.3.2 Terhadap kemampuan kerja mesin punch

a. Kekurangan dari mesin :


commit to user

99

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 ).

3. Mudah dalam pembongkaran dan perawatannya.


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 spring kurang kuat

dan sobek jika spring 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 dies 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. Kapasitas mesin punching tool 5 ton.


commit to user

102 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.

5. Menggunakan alat keselamatan kerja yang telah ditentukan.


commit to user

103

DAFTAR PUSTAKA


commit to user

104

LAMPIRAN


commit to user

101

DAFTAR PUSTAKA

Moerbani, J, dan Riyadi, N.G.St., 2005, Mengenal Perkakas Potong Punching Tool 1,Akademi Tehnik Mesin (ATMI), Surakarta.

Moerbani, J., 1990, Teori Tentang Deep Drawing Punching Tool 2, ATMI Michael College, Surakarta.

kelompok 1 - digilib.uns.ac.id/rancang... · persatu yaitu proses blanking, proses drawing an...

Documents