Proposal

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Persaingan dalam dunia otomotif semakin hari semakin ketat Hal ini dapat

dilihat dari beberapa perusahaan komponen otomotif yang harus terkena imbas

karena tidak dapat memenuhi permintaan pasar baik dari segi kualitas kuantitas

waktu maupun pengiriman delivery

Dengan melihat kondisi di atas perusahaan kami PT XXX sebagai salah

satu produsen radiator berkelas dunia terus melakukan perbaikan secara global

dan berkesinambungan dengan tujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi dan

menekan biaya produksi serendah mungkin tentunya juga tetap menjaga kualitas

dari produk itu Sehingga akan meraih pangsa pasar internasional sesuai dengan

visi perusahaan itu sendiri menjadi perusahaan kelas dunia di industri komponen

otomotif

Untuk mencapai tujuan tersebut dilakukan berbagai analisa dan percobaan

dilingkup proses produksi agar mencapai hasil produksi yang tinggi dengan

kualitas yang tetap terjaga Untuk itu penulis akan memaparkan salah satu proses

improvement di perusahaan kami yaitu proses perubahan modifikasi konstruksi

dies cetakan yang digunakan untuk pembuatan tangki radiator dari bahan

kuninganbrass

12 Identifikasi Masalah

PT XXX merupakan suatu perusahan yang bergerak di bidang Industri

otomotif Dalam hal ini pembuatan Mould atau cetakan dari komponen mobil dan

sepeda motor yaitu filter oli udara dan juga radiator PTXXX merupakan

merupakan salah satu produsen radiator dan filter terbesar di Indonesia yang

berkelas dunia Untuk memenuhi permintaan pasar PT XXX terus melakukan

1 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

improvement secara global dan berkesinambungan dalam pembuatan tooling

dengan tujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi dan menekan biaya

produksi serendah mungkin tentunya juga tetap menjaga kualitas dari produk

yang dihasilkan sehingga akan meraih pangsa pasar Internasional sesuai dengan

visi perusahaan itu sendiri menjadi perusahaan kelas dunia di industry komponen

otomotif

Permasalahan yang sering menjadi kendala adalah memenuhi kebutuhan

pasar dengan waktu yang diminta relatif singkat Hal ini mau tidak mau

perusahaan harus memaksimalkan jam kerja dan juga kebutuhan mesin utuk

produksi yang banyak

Dengan permasalahan tersebut penulis membuat analisa dengan

penghematan proses produk si dengan penggabungan proses dari dua proses yang

ter pisah menjadi satu proses sehingga waktu produksi akan lebih cepat dengan

operator mesin dan jam kerja lebih sedikit

13 Pembatasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini masalah dibatasi pada

Penelitian pada proses pembuatan dies (cetakan) Radiator dari material brass

dengan tujuan menggabungkan proses dari dua proses menjadi satu proses

14 Rumusan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini masalah dibatasi pada

1 Berapa perbandingan waktu produksi konstruksi sebelum modifikasi dan

setelah modifikasi

2 Berapa perbandingan biaya pembuatan dies sebelum modifikasi dan setelah

modifikasi

3 Berapa perbandingan jumlah operator yang dibutuhkan produksi dengan

menggunakan dies sebelum modifikasi dan setelah modifikasi

2 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

15 Kegunaan Penelitian

Kegunaan dari penelitian ini yaitu

1 Untuk meningkatkan efisiensi kerja

2 Penghematan proses kerja

3 Sebagai tugas dalam perkuliahan

16 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah

BAB I Pendahuluan

Pada bab pendahuluan ini berisi tentang latar belakang masalah rumusan

masalah batasan masalah tujuan penelitian metode penelitian serta sistematika

penulisan tugas akhir

BAB II Landasan Teori

Dalam bab ini dibahas mengenai teori yang digunakan sebagai dasar untuk

melakukan modifikasi dies antara lain pengertian dies pengertian radiator

cooper-brass (kuningan-tembaga)

BAB III Rancangan modifikasi konstruksi Dies Drawing-trimming Satu

Dalam bab ini akan dibahas proses perubahan konstruksi dies dari dua kali proses

dalam dua dies menjadi satu langkah (drawing-trimming) dalam satu dies

BAB IV Analisa dan Pembahasan

Dalam bab ini akan dibahas pengaruh yang dapat diambil dengan proses

perubahan perubahan konstruksi dies dari dua kali proses dalam dua dies menjadi

satu langkah (drawing-trimming) dalam satu dies

BAB V Penutup

Dalam bab ini akan memaparkan kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian

3 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Pengertian Radiator

Radiator merupakan alat penukar panas dari satu media ke media lain

dengan tujuan untuk menjaga suhu mesin dengan cara sirkulasi agar sesuai dengan

spesifikasi yang ditetapkan Hal ini diperlukan karena jika suhu pada mesin terlalu

tinggi akan menyebabkan komponen pada mesin menjadi cepat rusak aus

Gambar 21 Bagian-bagian radiator

Keterangan

1 Water Sleeve

2 Temperatur regulator

3 Water pump

4 Water inlet hose

5 Radiator inlet tank

4 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

6 Radiator core

7 Radiator outlet tank

8 Cooling fan

9 Water outlet hose

Cara kerja radiator adalah sebagai berikut

a) Air di dalam radiator outlet tank (7) dipompa oleh water pump (3)

b) Air yang dipompa masuk kedalam mesin melalui water outlet hose (9)

dan melewati celah-celah di dalam blok mesin untuk menyerap kalor pada

mesin

c) Air coolant yang telah panaskemudian masuk kembali ke radiator

inlet tank (5)

d) Melalui water inlet hose (4) air panas tersebut masuk kembali ke radiator

e) Didalam radiator core (6) terjadi pelepasan kalor sehingga air tersebut

menjadi dingin (normal)

f) Proses pelepasan kalor terjadi dengan batuan kipas dan energi dari luar (angin)

Proses diatas berjalan secara terus menerus (continue) sehingga temperatur

mesin tetap terjaga

211 Jenis-jenis radiator

Ada beberapa jenis radiator dilihat dari berbagai segi antara lain berdasar

kegunaannya jenis bahan pembuatnya arah alirannya flow type dan type core

fin

2111 Berdasarkan kegunaannya

Bila ditinjau dari segi kegunaannya radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator untuk automotive (mobil truck sepeda motor dll)

b) Radiator untuk mesin heavy duty (traktor bulldozer) dan mesin

industri (turbin generator)

5 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

2111 Berdasarkan materialnya

Bila ditinjau dari segi materialnya radiator dibagi menjadi empat

macam yaitu

a) Radiator cooper brass (AMR= All Metal Radiator)

Radiator dibuat dari kuningan brass dan tembaga cooper terutama

pada komponen tangki dan core

b) Radiator cooper plastic (PTCB= Plastic Tank Cooper Brass)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan cooper dan brass

c) Radiator Aluminium Plastic (PTAL= Plastic Tank Aluminium)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan aluminium

d) Radiator tangki khusus (SPO=Special Order)

Radiator yang tangkinya dibuat dari pelat hitam atau juga brass strip

yang lebih tebal (2 mm) agar lebih kuat dan bagian core dibuat dari

cooper brass Radiator ini biasa digunakan untuk radiator heavy duty

atau pada mesin industri

2113 Berdasarkan arah aliran flow type

Bila ditinjau dari segi arah aliran radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator down flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian atas dan bawah Air

mengalir secara vertikal dari atas ke bawah

6 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

improvement secara global dan berkesinambungan dalam pembuatan tooling

dengan tujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi dan menekan biaya

produksi serendah mungkin tentunya juga tetap menjaga kualitas dari produk

yang dihasilkan sehingga akan meraih pangsa pasar Internasional sesuai dengan

visi perusahaan itu sendiri menjadi perusahaan kelas dunia di industry komponen

otomotif

Permasalahan yang sering menjadi kendala adalah memenuhi kebutuhan

pasar dengan waktu yang diminta relatif singkat Hal ini mau tidak mau

perusahaan harus memaksimalkan jam kerja dan juga kebutuhan mesin utuk

produksi yang banyak

Dengan permasalahan tersebut penulis membuat analisa dengan

penghematan proses produk si dengan penggabungan proses dari dua proses yang

ter pisah menjadi satu proses sehingga waktu produksi akan lebih cepat dengan

operator mesin dan jam kerja lebih sedikit

13 Pembatasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini masalah dibatasi pada

Penelitian pada proses pembuatan dies (cetakan) Radiator dari material brass

dengan tujuan menggabungkan proses dari dua proses menjadi satu proses

14 Rumusan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini masalah dibatasi pada

1 Berapa perbandingan waktu produksi konstruksi sebelum modifikasi dan

setelah modifikasi

2 Berapa perbandingan biaya pembuatan dies sebelum modifikasi dan setelah

modifikasi

3 Berapa perbandingan jumlah operator yang dibutuhkan produksi dengan

menggunakan dies sebelum modifikasi dan setelah modifikasi

2 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

15 Kegunaan Penelitian

Kegunaan dari penelitian ini yaitu

1 Untuk meningkatkan efisiensi kerja

2 Penghematan proses kerja

3 Sebagai tugas dalam perkuliahan

16 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah

BAB I Pendahuluan

Pada bab pendahuluan ini berisi tentang latar belakang masalah rumusan

masalah batasan masalah tujuan penelitian metode penelitian serta sistematika

penulisan tugas akhir

BAB II Landasan Teori

Dalam bab ini dibahas mengenai teori yang digunakan sebagai dasar untuk

melakukan modifikasi dies antara lain pengertian dies pengertian radiator

cooper-brass (kuningan-tembaga)

BAB III Rancangan modifikasi konstruksi Dies Drawing-trimming Satu

Dalam bab ini akan dibahas proses perubahan konstruksi dies dari dua kali proses

dalam dua dies menjadi satu langkah (drawing-trimming) dalam satu dies

BAB IV Analisa dan Pembahasan

Dalam bab ini akan dibahas pengaruh yang dapat diambil dengan proses

perubahan perubahan konstruksi dies dari dua kali proses dalam dua dies menjadi

satu langkah (drawing-trimming) dalam satu dies

BAB V Penutup

Dalam bab ini akan memaparkan kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian

3 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Pengertian Radiator

Radiator merupakan alat penukar panas dari satu media ke media lain

dengan tujuan untuk menjaga suhu mesin dengan cara sirkulasi agar sesuai dengan

spesifikasi yang ditetapkan Hal ini diperlukan karena jika suhu pada mesin terlalu

tinggi akan menyebabkan komponen pada mesin menjadi cepat rusak aus

Gambar 21 Bagian-bagian radiator

Keterangan

1 Water Sleeve

2 Temperatur regulator

3 Water pump

4 Water inlet hose

5 Radiator inlet tank

4 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

6 Radiator core

7 Radiator outlet tank

8 Cooling fan

9 Water outlet hose

Cara kerja radiator adalah sebagai berikut

a) Air di dalam radiator outlet tank (7) dipompa oleh water pump (3)

b) Air yang dipompa masuk kedalam mesin melalui water outlet hose (9)

dan melewati celah-celah di dalam blok mesin untuk menyerap kalor pada

mesin

c) Air coolant yang telah panaskemudian masuk kembali ke radiator

inlet tank (5)

d) Melalui water inlet hose (4) air panas tersebut masuk kembali ke radiator

e) Didalam radiator core (6) terjadi pelepasan kalor sehingga air tersebut

menjadi dingin (normal)

f) Proses pelepasan kalor terjadi dengan batuan kipas dan energi dari luar (angin)

Proses diatas berjalan secara terus menerus (continue) sehingga temperatur

mesin tetap terjaga

211 Jenis-jenis radiator

Ada beberapa jenis radiator dilihat dari berbagai segi antara lain berdasar

kegunaannya jenis bahan pembuatnya arah alirannya flow type dan type core

fin

2111 Berdasarkan kegunaannya

Bila ditinjau dari segi kegunaannya radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator untuk automotive (mobil truck sepeda motor dll)

b) Radiator untuk mesin heavy duty (traktor bulldozer) dan mesin

industri (turbin generator)

5 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

2111 Berdasarkan materialnya

Bila ditinjau dari segi materialnya radiator dibagi menjadi empat

macam yaitu

a) Radiator cooper brass (AMR= All Metal Radiator)

Radiator dibuat dari kuningan brass dan tembaga cooper terutama

pada komponen tangki dan core

b) Radiator cooper plastic (PTCB= Plastic Tank Cooper Brass)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan cooper dan brass

c) Radiator Aluminium Plastic (PTAL= Plastic Tank Aluminium)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan aluminium

d) Radiator tangki khusus (SPO=Special Order)

Radiator yang tangkinya dibuat dari pelat hitam atau juga brass strip

yang lebih tebal (2 mm) agar lebih kuat dan bagian core dibuat dari

cooper brass Radiator ini biasa digunakan untuk radiator heavy duty

atau pada mesin industri

2113 Berdasarkan arah aliran flow type

Bila ditinjau dari segi arah aliran radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator down flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian atas dan bawah Air

mengalir secara vertikal dari atas ke bawah

6 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

15 Kegunaan Penelitian

Kegunaan dari penelitian ini yaitu

1 Untuk meningkatkan efisiensi kerja

2 Penghematan proses kerja

3 Sebagai tugas dalam perkuliahan

16 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah

BAB I Pendahuluan

Pada bab pendahuluan ini berisi tentang latar belakang masalah rumusan

masalah batasan masalah tujuan penelitian metode penelitian serta sistematika

penulisan tugas akhir

BAB II Landasan Teori

Dalam bab ini dibahas mengenai teori yang digunakan sebagai dasar untuk

melakukan modifikasi dies antara lain pengertian dies pengertian radiator

cooper-brass (kuningan-tembaga)

BAB III Rancangan modifikasi konstruksi Dies Drawing-trimming Satu

Dalam bab ini akan dibahas proses perubahan konstruksi dies dari dua kali proses

dalam dua dies menjadi satu langkah (drawing-trimming) dalam satu dies

BAB IV Analisa dan Pembahasan

Dalam bab ini akan dibahas pengaruh yang dapat diambil dengan proses

perubahan perubahan konstruksi dies dari dua kali proses dalam dua dies menjadi

satu langkah (drawing-trimming) dalam satu dies

BAB V Penutup

Dalam bab ini akan memaparkan kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian

3 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Pengertian Radiator

Radiator merupakan alat penukar panas dari satu media ke media lain

dengan tujuan untuk menjaga suhu mesin dengan cara sirkulasi agar sesuai dengan

spesifikasi yang ditetapkan Hal ini diperlukan karena jika suhu pada mesin terlalu

tinggi akan menyebabkan komponen pada mesin menjadi cepat rusak aus

Gambar 21 Bagian-bagian radiator

Keterangan

1 Water Sleeve

2 Temperatur regulator

3 Water pump

4 Water inlet hose

5 Radiator inlet tank

4 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

6 Radiator core

7 Radiator outlet tank

8 Cooling fan

9 Water outlet hose

Cara kerja radiator adalah sebagai berikut

a) Air di dalam radiator outlet tank (7) dipompa oleh water pump (3)

b) Air yang dipompa masuk kedalam mesin melalui water outlet hose (9)

dan melewati celah-celah di dalam blok mesin untuk menyerap kalor pada

mesin

c) Air coolant yang telah panaskemudian masuk kembali ke radiator

inlet tank (5)

d) Melalui water inlet hose (4) air panas tersebut masuk kembali ke radiator

e) Didalam radiator core (6) terjadi pelepasan kalor sehingga air tersebut

menjadi dingin (normal)

f) Proses pelepasan kalor terjadi dengan batuan kipas dan energi dari luar (angin)

Proses diatas berjalan secara terus menerus (continue) sehingga temperatur

mesin tetap terjaga

211 Jenis-jenis radiator

Ada beberapa jenis radiator dilihat dari berbagai segi antara lain berdasar

kegunaannya jenis bahan pembuatnya arah alirannya flow type dan type core

fin

2111 Berdasarkan kegunaannya

Bila ditinjau dari segi kegunaannya radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator untuk automotive (mobil truck sepeda motor dll)

b) Radiator untuk mesin heavy duty (traktor bulldozer) dan mesin

industri (turbin generator)

5 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

2111 Berdasarkan materialnya

Bila ditinjau dari segi materialnya radiator dibagi menjadi empat

macam yaitu

a) Radiator cooper brass (AMR= All Metal Radiator)

Radiator dibuat dari kuningan brass dan tembaga cooper terutama

pada komponen tangki dan core

b) Radiator cooper plastic (PTCB= Plastic Tank Cooper Brass)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan cooper dan brass

c) Radiator Aluminium Plastic (PTAL= Plastic Tank Aluminium)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan aluminium

d) Radiator tangki khusus (SPO=Special Order)

Radiator yang tangkinya dibuat dari pelat hitam atau juga brass strip

yang lebih tebal (2 mm) agar lebih kuat dan bagian core dibuat dari

cooper brass Radiator ini biasa digunakan untuk radiator heavy duty

atau pada mesin industri

2113 Berdasarkan arah aliran flow type

Bila ditinjau dari segi arah aliran radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator down flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian atas dan bawah Air

mengalir secara vertikal dari atas ke bawah

6 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

21 Pengertian Radiator

Radiator merupakan alat penukar panas dari satu media ke media lain

dengan tujuan untuk menjaga suhu mesin dengan cara sirkulasi agar sesuai dengan

spesifikasi yang ditetapkan Hal ini diperlukan karena jika suhu pada mesin terlalu

tinggi akan menyebabkan komponen pada mesin menjadi cepat rusak aus

Gambar 21 Bagian-bagian radiator

Keterangan

1 Water Sleeve

2 Temperatur regulator

3 Water pump

4 Water inlet hose

5 Radiator inlet tank

4 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

6 Radiator core

7 Radiator outlet tank

8 Cooling fan

9 Water outlet hose

Cara kerja radiator adalah sebagai berikut

a) Air di dalam radiator outlet tank (7) dipompa oleh water pump (3)

b) Air yang dipompa masuk kedalam mesin melalui water outlet hose (9)

dan melewati celah-celah di dalam blok mesin untuk menyerap kalor pada

mesin

c) Air coolant yang telah panaskemudian masuk kembali ke radiator

inlet tank (5)

d) Melalui water inlet hose (4) air panas tersebut masuk kembali ke radiator

e) Didalam radiator core (6) terjadi pelepasan kalor sehingga air tersebut

menjadi dingin (normal)

f) Proses pelepasan kalor terjadi dengan batuan kipas dan energi dari luar (angin)

Proses diatas berjalan secara terus menerus (continue) sehingga temperatur

mesin tetap terjaga

211 Jenis-jenis radiator

Ada beberapa jenis radiator dilihat dari berbagai segi antara lain berdasar

kegunaannya jenis bahan pembuatnya arah alirannya flow type dan type core

fin

2111 Berdasarkan kegunaannya

Bila ditinjau dari segi kegunaannya radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator untuk automotive (mobil truck sepeda motor dll)

b) Radiator untuk mesin heavy duty (traktor bulldozer) dan mesin

industri (turbin generator)

5 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

2111 Berdasarkan materialnya

Bila ditinjau dari segi materialnya radiator dibagi menjadi empat

macam yaitu

a) Radiator cooper brass (AMR= All Metal Radiator)

Radiator dibuat dari kuningan brass dan tembaga cooper terutama

pada komponen tangki dan core

b) Radiator cooper plastic (PTCB= Plastic Tank Cooper Brass)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan cooper dan brass

c) Radiator Aluminium Plastic (PTAL= Plastic Tank Aluminium)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan aluminium

d) Radiator tangki khusus (SPO=Special Order)

Radiator yang tangkinya dibuat dari pelat hitam atau juga brass strip

yang lebih tebal (2 mm) agar lebih kuat dan bagian core dibuat dari

cooper brass Radiator ini biasa digunakan untuk radiator heavy duty

atau pada mesin industri

2113 Berdasarkan arah aliran flow type

Bila ditinjau dari segi arah aliran radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator down flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian atas dan bawah Air

mengalir secara vertikal dari atas ke bawah

6 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

6 Radiator core

7 Radiator outlet tank

8 Cooling fan

9 Water outlet hose

Cara kerja radiator adalah sebagai berikut

a) Air di dalam radiator outlet tank (7) dipompa oleh water pump (3)

b) Air yang dipompa masuk kedalam mesin melalui water outlet hose (9)

dan melewati celah-celah di dalam blok mesin untuk menyerap kalor pada

mesin

c) Air coolant yang telah panaskemudian masuk kembali ke radiator

inlet tank (5)

d) Melalui water inlet hose (4) air panas tersebut masuk kembali ke radiator

e) Didalam radiator core (6) terjadi pelepasan kalor sehingga air tersebut

menjadi dingin (normal)

f) Proses pelepasan kalor terjadi dengan batuan kipas dan energi dari luar (angin)

Proses diatas berjalan secara terus menerus (continue) sehingga temperatur

mesin tetap terjaga

211 Jenis-jenis radiator

Ada beberapa jenis radiator dilihat dari berbagai segi antara lain berdasar

kegunaannya jenis bahan pembuatnya arah alirannya flow type dan type core

fin

2111 Berdasarkan kegunaannya

Bila ditinjau dari segi kegunaannya radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator untuk automotive (mobil truck sepeda motor dll)

b) Radiator untuk mesin heavy duty (traktor bulldozer) dan mesin

industri (turbin generator)

5 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

2111 Berdasarkan materialnya

Bila ditinjau dari segi materialnya radiator dibagi menjadi empat

macam yaitu

a) Radiator cooper brass (AMR= All Metal Radiator)

Radiator dibuat dari kuningan brass dan tembaga cooper terutama

pada komponen tangki dan core

b) Radiator cooper plastic (PTCB= Plastic Tank Cooper Brass)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan cooper dan brass

c) Radiator Aluminium Plastic (PTAL= Plastic Tank Aluminium)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan aluminium

d) Radiator tangki khusus (SPO=Special Order)

Radiator yang tangkinya dibuat dari pelat hitam atau juga brass strip

yang lebih tebal (2 mm) agar lebih kuat dan bagian core dibuat dari

cooper brass Radiator ini biasa digunakan untuk radiator heavy duty

atau pada mesin industri

2113 Berdasarkan arah aliran flow type

Bila ditinjau dari segi arah aliran radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator down flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian atas dan bawah Air

mengalir secara vertikal dari atas ke bawah

6 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

2111 Berdasarkan materialnya

Bila ditinjau dari segi materialnya radiator dibagi menjadi empat

macam yaitu

a) Radiator cooper brass (AMR= All Metal Radiator)

Radiator dibuat dari kuningan brass dan tembaga cooper terutama

pada komponen tangki dan core

b) Radiator cooper plastic (PTCB= Plastic Tank Cooper Brass)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan cooper dan brass

c) Radiator Aluminium Plastic (PTAL= Plastic Tank Aluminium)

Radiator yang khusus tangkinya dibuat dari plastik sedangkan untuk

core dibuat dari bahan aluminium

d) Radiator tangki khusus (SPO=Special Order)

Radiator yang tangkinya dibuat dari pelat hitam atau juga brass strip

yang lebih tebal (2 mm) agar lebih kuat dan bagian core dibuat dari

cooper brass Radiator ini biasa digunakan untuk radiator heavy duty

atau pada mesin industri

2113 Berdasarkan arah aliran flow type

Bila ditinjau dari segi arah aliran radiator dibagi menjadi dua macam

yaitu

a) Radiator down flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian atas dan bawah Air

mengalir secara vertikal dari atas ke bawah

6 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 22 Radiator down flow type

b) Radiator cross flow type

Jenis radiator ini memiliki posisi tangki pada bagian kanan dan kiri Air

mengalir secara horizontal Aliran air dihasilkan dari pompa radiator yang

terdapat pada engine

2114 Berdasarkan type core fin

Bila ditinjau dari type spesifikasi core radiator dibagi menjadi dua

macam yaitu

a) Radiator type Core straight fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk lembaran lurus

Gambar 24 straight fin

b) Radiator type corrugated fin

Pada jenis radiator ini fin berbentuk gelombang

7 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 25 corrugated fin

212 Radiator Cooper Brass

Pada radiator cooper brass sebagian besar komponennya terbuat dari

metal terutama tangki terbuat dari brass kuningan dan fin terbuat dari cooper

tembaga Bagian-bagian dari radiator adalah

Gambar 26 bagian bagian radiator cooper brass

8 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

1 Inlet Tank dan Outlet Tank

Inlet tank berfungsi sebagai penampung air yang baru diisi dan menampung

kembali air panas dari engine untuk didinginkan kembali Outlet tank berfungsi

untuk menampung air yang kondisinya sudah diturunkan temperaturnya Pada

radiator cooper brass (Cu Br) tangki dibuat dari bahan brass sheet dengan

ketebalan 055 mm 06 mm dan 08 mm dengan toleransi antara +0004 mm

sampai dengan -0003 mm dan bahan tersebut harus memiliki kekerasan bahan

140-160 Hv elongation 20 dan kekuatan tarik 431-490 Nmm2

Dalam proses pembuatan tangki material brass sheet kuningan akan mengalami

beberapa proses pembentukan antara lain

bull Shearing proses pemotongan awal material kuningan dari berupa gulungan

menjadi lembaran-lembaran sesuai dengan ukuran blank untuk proses drawing

bull Drawing proses pembentukan material lembaran kuningan menjadi bentuk

tangki Proses pembentukan menggunakan cetakan dies Dalam proses deep

drawing ini material mengalami penipisan bahan pada daerah tertentu Penipisan

maksimal bahan yang diijinkan adalah 27 dari tebal bahan awal Pengecekan

penipisan ini menggunakan alat profil proyektor Penipisan bahan ini sangat

diperhatikan karena berpengaruh terhadap kekuatan tangki Selain hal-hal diatas

ada perlu diperhatikan dalam proses drawing yaitu hasil drawing tidak boleh

keriput tidak boleh sumbing tidak boleh pecah dan harus sesuai dengan ukuran

standar dari product engineering Untuk mendapat produk yang baik dalam proses

ini selain cetakan harus dalam kondisi baik maka dalam proses pembentukan

bahan kuningan diolesi dengan minyak sayur terlebih dahulu Hal ini bertujuan

untuk memperlancar aliran material sesuai bentukan cetakannya

bull Trimming proses penghilangan sisa bahan setelah proses drawing

Hal yang perlu diperhatikan dalam proses trimming ini adalah

hasil trimming tidak sumbing dan tidak ada bram Proses inimenggunakan dies

trimming

bull Piercing proses pembuatan lubang sebagai tempat untuk komponen-komponen

tangki missal oil cooler inlet outlet

pipe drain seat filler dan bracket

9 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

bull Washing proses pencucian untuk menghilangkan minyak kotoran yang

menempel pada tangki (sisa proses drawing) Pencucian dilakukan sebanyak

empat kali yaitu

a) pencucian 1 menggunakan dioklin yang berfungsi melarutkan minyak

Pencucian dengan menggunakan suhu normal dan dilakukan dengan cara

dicelupkan naik turun selama 20 detik Cairan dioklin ini diganti setiap satu bulan

sekali agar daya kerjanya tetap maksimal

b) Pencucian 2 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC pencucian dengan pencelupan naik turun selama 20 detik Air dala bak

ini diganti setiap hari

c) Pencucian 3 menggunakan air biasa ditambah OP11 dan dipanaskan sampai

suhu 80oC OP11 berfungsi sebagai pembersih sisa minyak dan dioklin yang

masih menempel pada tangki Perbandingan komposisi air dan tangki adalah tiap

730 liter air ditambahlan 17 kg OP11 Untuk cara pencucian sama dangan proses

1 dan 2

d) Pencucian 4 menggunakan air biasa (ledeng PAM) yang dipanaskan sampai

suhu 80oC untuk cara pencucian sama

proses 12 dan 3 Air dalam bak ini diganti setiap hari

bull Annealing proses penghilangan tegangan dalam (stress relieving) dan

pengembalian struktur logam pada tangki Setelah tangki mendapatkan gaya yang

cukup besar dalam proses pembentukannya (terutama proses drawing) maka

tangki memiliki gaya dalam yang cukup besar sehingga untuk menghilangkannya

diperlukan proses annealing Annealing dilakukan dengan cara dioven pada suhu

380oC selama 10 menit

2 Inlet Pipe dan Outlet pipe

Inlet pipe terletak pada inlet tank berfungsi sebagai tempat masuknya air dari

engine ke radiator Outlet pipe terletak pada outlet tank berfungsi sebagai tempat

keluarnya air dari radiator ke engine Bahan terbuat dari pipa kuningan brass

pipe Bentuk dari inlet outlet pipe ini bervariaasi menyesuaikan kebutuhan

type A type B type C type D

10 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 27 type inlet outlet pipe

a) Type A inletoutlet pipe lurus

b) Type B inletoutlet pipe diameter bertingkat menggunakan proses expand

untuk pembuatan diameter bertingkat

c) Type C inletoutlet pipe dengan tekukan bending menggunakan proses

siongkak

d) Type D inletoutlet pipe dengan penyambungan brazing

3 Filler dan Over flow pipe

Filler berada di Inlet tank yang berfungsi sebagai tempat masuknya air baru

atau air tambahan ke dalam radiator Filler selalu berada diatas karena sebagai

tempat masuknya air Berdasarkan dimensinya filler terbagi menjadi empat

macam yaitu micro size small size medium size dan large size

Gambar 28 filler

11 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Over flow pipe berfungsi sebagai tempat keluarnya air atau angin yang disebabkan

tekanan berlebih Over flow pipe dibuat dari material brass pipe diameter 6 mm

dengan proses cutting dan bulging

4 Side Plate

Berfungsi sebagai dudukan radiator ke mesin dan untuk melindungi core

assy radiator

5 Core (Tube Fin End Plate)

Berfungsi sebagai bagian untuk menurunkan temperatur air yang

kondisinya panas dari engine agar air kembali dingin dengan bantuan

angin yang dihasilkan kipas

Bahan untuk tube dan end plate dari brass Bahan untuk fin dari copper (tembaga)

dan brass kuningan

6 Drain seat dan drain plug

Berfungsi sebagai sarana membuang air radiator bila air ingin diganti Untuk

drain seat dari brass sedang drain plug dari plastik

Drain plug

O-ring

Drain seat

Gambar 29 drain seat dan drain plug

213 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

Untuk mengetahui secara keseluruhan proses pembuatan radiator cooper

brass baik komponen utama maupun komponen-komponen pendukungnya

dapat dilihat pada flow chart process berikut

12 STTM MUHAMMADIYAH

Brazing

Tangki

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 210 Flow Process Chart CT Radiator Cooper brass

13 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

22 Pengertian Dies

Dies merupakan cetakan alat yang digunakan untuk proses pembentukan

maupun pemotongan material logam dengan mesin press sebagai penggeraknya

Secara umum pengerjaan dies dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu cutting

pemotongan dan forming pembentukan

221 Cutting pemotongan

Beberapa proses yang termasuk dalam proses cutting antara lain

1 Blanking

Proses pemotongan pada seluruh

bentuk Hasilnya disebut blank

sedangkan yang tidak dipakai

disebut strip

Gambar 211 proses blanking

2 Piercing

Proses sama dengan blanking tetapi

hasil yang dipakai adalah strip Sisa

pemotongan disebut slug scap

Gambar 212 proses piercing

3 Notching

Prinsip seperti piercing tetapi sisi

potong dari alat potong tidak

memotong seluruhnya

Gambar 213 proses notching 20

14 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

4 Cropping

Pada proses pemotongan ini tidak

dihasilkan tatal slug Lebar produk

yang dibuat sama dengan lebar bahan

Gambar 214 proses cropping

5 Parting

Proses hampir sama dengan cropping

tetapi menghasilkan tatal slug

Gambar 215 proses parting

6 Lanzing

Proses pemotongan hanya pada tiga

sisi dari pemotong dan bagian yang

terpotong masih menempel pada bahan

yang dipotong

Gambar 216 proses lanzing

7 Semi notching

Pemotongan hampir sama dengan lanzing

hanya saja pemotongan hanya pada dua sisi

alat potong Dilakukan pada bagian sisi

benda kerja

Gambar 217 proses semi notchin

15 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

8 Shaving

Proses pemotongan untuk menghilangkan

chip burr untuk mendapatkan bentuk

dan ukuran yang presisi

Gambar 218 proses shaving

9 Trimming

Prose pengerjaan akhir untuk

pemotongan tepi-tepi yang tidak

berfungsi Biasa dilakukan untuk

menghilangkan serpihan pelat hasil

deep drawing

Gambar 219 proses trimming

222 Forming pembentukan

Beberapa proses yang termasuk dalam kategori proses forming antara lain

1 Bending

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang

terhadap ketebalan pelat

Gambar 220 proses bending

2 Flanging

Proses penekukan pembengkokan

lembaran pelat kearah melintang terhadap

ketebalan pelat disertai dengan

pembentukan lengkungan

Gambar 221 proses flanging

16 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

3 Embossing

Proses pembentukan profil timbul

dimana pada sisi sebaliknya

membekas seperti bentuk yang

dibuat tetapi kebalikannya

Gambar 222 proses embossing

4 Deep drawing

Prosess pembentukan pelat sehingga

terbentuk rongga baik silindris maupun

kotak dan lain-lain

Gambar 223 proses deep drawing

5 Crimping

Proses pembengkokan pada benda-benda

kecil Biasa dilakukan untuk pembentukan

sambungan kabel

Gambar 224 proses crimping

6 Curling

Proses pengerolan bagian sisi pelat

dapat dilakukan dengan system

tekan

Gambar 225 proses curling

17 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

7 Collar drawing

Proses pembesaran perluasan lubang

tanpa adanya pemotongan Dilakukan

untuk perluasan bidang kontak pada lubang

Gambar 226 proses collar drawing

23 Pengetian deep drawing

Deep drawing adalah suatu proses pembentukan secara dingin (cold

forming) dari pelat logam yang telah dipersiapkan menjadi bentukan lain yaitu

benda berongga tiga dimensi Alat yang dipergunakan disebut dengan drawing

tool yang biasa terdiri dari dua bagian yang pokok yaitu drawing punch dan

drawing die

Bentuk akhir dari benda kerjanya bisa berupa slindris konus taper dan kotak

persegi (selanjutnya disebut shell) Bentuk material awal bias berupa lingkaran

persegi ellips maupun bentuk lain dan selanjutnya dinamakan blank

Jadi bisa dirumuskan blank shell

deep drawing

231 Teori aliran logam

Pada proses drawing setelah sebuah blank kita letakkan di atas drawing die

kemudian drawing punch kita beri gaya untuk menekan masuk blank ke dalam

drawing die maka material blank berubah menjadi shell ini akan mendapatkan

beberapa macam tegangan dalam Tegangan itu antara lain tension compression

dan bending (gambar 227)

18 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 227 tegangan pada proses deep drawing

Tension tegangan tarik akan terjadi pada bagian dinding shell sedangkan

compression tegangan tekan terjadi pada bagian atas bibir shell sehingga bagian

atas ini sering terjadi kerutan Untuk mengatasi kerutan ini perkakas drawing

dilengkapi dengan stripper blank holder pemegang blank sebagai pengendali

aliran material Pada blank holder ini juga sering dipasang draw bead supaya

aliran material lebih terarah sesuai kebutuhan (gambar 228) Karena pada

kenyataannya tidak seluruh penampang blank membutuhkan tegangan yang sama

untuk berubah menjadi shell

Gambar 228 draw bead

19 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

232 Teori aliran logam pada shell silindris

Proses deep drawing silindris ini biasa disebut dengan proses ldquocuppingrdquo Apabila

sebuah drawing punch menekan material (blank) ke dalam drawing die maka

akan timbul tegangan yang akan mengakibatkan terjadinya plastic flow yang

sangat rumit di dalam material Volume dan ketebalan material akan tetap sama

dan bentuk akhir dari proses drawing ini akan mirip dengan kontur dari punch

Tahapan progressive terjadinya bentuk itu digambarkan secara sistematis

seperti gambar 229

bull Setelah punch masuk sedikit ke dalam drawing die (tahap A) maka bagian

logam elemen 2 dibengkokkan mengelilingi hidung punch

bull Secara berurutan elemen-elemen 345 akan bergerak secara radial

menuju pusat dari blank (tahap B dan C)

bull Elemen-elemen dengan volume yang berbeda-beda tadi secara circumference

keliling akan menyusut tetapi secara radial akan memanjang sampai mencapai

lubang die Lalu akan dibengkokkan dan menyatu dengan drawing die menjadi

bentukan lurus dinding shell

bull Selama proses drawing bidang area 1 tidak akan berubah bentuk akan menjadi

bagian bawah dari cupping shell

Gambar 229 tahapan aliran material proses deep drawing bentukan silindris

20 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

233 Teori aliran logam pada shell kotak persegi panjang

Deep drawing pada bentukan kotak ini akan melibatkan bermacam-macam

jenis metal flow Karena pada satu bagian proses cold forming pembentukan

dingin yang kuat di bagian lain mungkin hanya mengalami pembengkokan

sederhana Sehingga sangat berbeda jika dibandingkan dengan bentukan silindris

Pada pembentukan shell kotak ini tarikan yang sesungguhnya hanya terjadi pada

bagian-bagian pojok sudut sedangkan pada bagian dinding samping dan alas

shell gerakan material lebih mirip dengan proses bending biasa Tegangan-

tegangan pada bagian sudut shell adalah compressive (tegangan tekan) pada metal

yang bergerak menuju radius die tetapi juga berupa tegangan tarik pada metal

yang telah bergerak melewati bagian radius dari die Variasi metal flow pada

bagian-bagian yang berbeda dalam shell kotak ini membagi blank menjadi 2

macam area yaitu

bull Area drawing yaitu bagian sudut pojok kotak akan mengalami tarikan

hebat yang melibatkan semua metal dalam blank yang dibutuhkan untuk

membentuk sudut pojok yang utuh pada shell

bull Area forming yaitu bagian dinding samping dan alas dari kotak yang

meliputi seluruh metal untuk membentuk dinding dan alas shell secara utuh

234 Bentangan awal

Bentangan awal atau perkiraan ukuran blank perlu diketahui untuk tujuan

sebagai berikut

bull Menentukan ukuran blank untuk memproduksi shell dengan tinggi

kedalaman tertentu

bull Menentukan jumlah step tahapan operasi drawing yang baik Secara

umum kita tidak bisa melakukan perhitungan untuk menentukan besarnya

blank dengan rumus yang pasti karena bentuk dari shell yang terkadang

sangat kompleks Sehingga perhitungan yang dipakai merupakan

perhitungan yang teoritis dengan menggunakan rumus pendekatan

Sehingga kadang-kadang drawing tool dibuat terlebih dahulu kemudian

ukuran blank ditentukan dengan beberapa percobaan Beberapa metode

21 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

yang dipergunakan untuk menentukan ukuran shell (khususnya shell

silindris) antara lain

bull Perhitungan matematis aljabar

bull Perhitungan layout metode grafis

bull Kombinasi antara matematis dan grafis

235 Perbandingan drawing

Secara umum perbandingan drawing ini dirumuskan sebagai

perbandingan perbandingan luas penampang benda jadi shell dengan luas

penampang dari material awal Harganya selalu lebih kecil dari satu

Perbandingan drawing dirumuskan

m= dD (31)

Untuk keperluan lain dikenal juga istilah lain yang merupakan harga kebalikan

dari m yaitu szlig

szlig=1m atau szlig=Dd (32)

Dalam percobaan proses deep drawing untuk bentukan silindris didapatkan

data sebagai berikut

Tabel 21 perbandingan drawing ratio

m 09 085 08 075 07 065 06 055 05

β 111 118 125 133 143 154 166 182 2

α 02 03 04 05 06 07 08 09 1

χA 084 064 064 067 07 074 077 08 08

236 Kecepatan drawing

Kecepatan drawing ini sangat dipengaruhi oleh keseragaman dan

karakteristik fisik dari material yang dipakai Biasanya diperlukan beberapa kali

percobaan untuk menentukan kecepatan terbaik yang bisa dipakai sebagai patokan

untuk mengerjakan pekerjaan drawing Tabel dibawah ini bisa dipakai sebagai

patokan untuk penentuan kecepatan drawing rata-rata yang bisa dinaik turunkan

sedikit pada pemakaian yang benar

22 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Tabel 22 kecepatan drawing (mmenit)

Material Single action Double action

Aluminium 54 31

Strong Al-alloy - 9-12

Brass kuningan 61 31

Cooper tembaga 46 26

Steel baja 17 10-16

Steel (in carbide dies) - 18

Stainless steel - 6-10

Zinc seng 46 12

237 Perhitungan gaya dan kerja pada proses deep drawing

Untuk menentukan besarnya kekuatan kapasitas mesin yang akan

digunakan dalam mengerjakan suatu proses deep drawing maupun lainnya

diperlukan adanya perhitungan gaya-gaya yang bekerja Pada proses deep

drawing gaya-gaya yang bekerja antara lain

bull Gaya potong FS (cutting force)

bull Gaya pengendali blank FB (blank holding force)

bull Gaya drawing FZ (drawing force)

Dalam perhitungan gaya-gaya tersebut masih banyak faktor yang perlu

diperhatikan karena terkadang tebal dan kekuatan material pelat logam saja harga

patokannya mempunyai rentang nilai yang cukup besar Untuk setiap perhitungan

kita harus memilih tebal material dengan toleransi plus dan kekuatan material

tertinggi

A Gaya potong

Rumus perhitungan untuk gaya potong baik proses trimming maupun blank

adalah

FS= A τB atau FS= Σl t τB (33)

FS gaya potong (N)

A luasan potong (mm2)

τB tegangan patah material (Nmm2)

23 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Σl keliling lintasan yang terpotong (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

B Gaya pengendali blank

Gaya ini cukup besar untuk menghilangkan kerutan tetapi tidak boleh terlalu

besar sehingga menyebabkan menyebabkan robekan Besarnya gaya pengendali

blank ini adalah

FB = A p atau FB = (AB-AP) p (34)

FB gaya pengendali blank (N)

AB luas penampang blank (mm2)

AP luas penampang punch shell (mm2)

A luas penampang yang dikendalikan (mm2)

p tekanan bidang (Nmm2)

Untuk shell bentuk silindris bisa dihitung dengan rumus

FB = π4 (D2-d2) p (35)

Harga tekanan bidang ldquop ldquo ini besarnya tergantung pada kualitas dan tebal

material yang dikerjakan Menurut L schuler AG Handbuch fuer die spanlose

formgebung maka besarnya ldquop ldquoadalah

p asymp 00025(szlig-1)2+ (05 d 100 t) σB (36)

dimana harga szlig = 1m ------- 1048774 kebalikan dari drawing ratio

d diameter shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

t tebal material yang terpotong (mm)

C Gaya drawing

Gaya ini mirip dengan gaya potong besarnya tergantung dari tebal material blank

dan keliling Hanya disini masih harus diperhitungkan adanya angka koreksi α

yang besarnya tergantung drawing ratio

24 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

FZ= U t σB α (37)

FZ gaya drawing (N)

U keliling benda kerja shell (mm)

σB tegangan patah material (Nmm2)

α angka koreksi (mm)

t tebal material yang terpotong (mm)

D Kerja drawing

Kemampuan kerja di mesin press untuk membuat bentukan shell tertentu

pada proses deep drawing tentu akan diambil dari daya yang dimiliki mesin

tersebut Sehingga kemampuan mesin harus lebih besar dari proses deep drawing

Kerja yang dibutuhkan untuk suatu proses deep drawing bisa dihitung dengan

rumus

Wd = χA FZ h (38)

Wd kerja drawing (Nm)

χA angka koreksi untuk kerja drawing (mm)

FZ gaya drawing (N)

h tinggi shell (mm)

238 Radius kelonggaran drawing

Di sini berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch tidak boleh lebih

kecil daripada radius pada drawing die Karena akan terjadi pemuluran pada

daerah transisi radius dengan bagian shell Pada dasarnya radius yang kecil pada

drawing die akan memberikan hasil dinding shell lebih bersih dan rata namun

radius yang kecil tadi saat proses drawing karena adanya tegangan yang besar

tentu akan menimbulkan regangan yang besar pada material dimana pada batas

tertentu akan menyebabkan diameter blank berkurang Berikut patokan besarnya

radius yang bisa dipergunakan

25 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

r St = radius punch = 2hellip5t (39)

r R = radius die =10t (deep drawing)

=10t (metal umum)

(311)

D= diameter blank

b = luas bidang pemegang

d1= diameter drawing punch

Gambar 230 radius drawing punch dan die

239 Drawing clearance

Drawing clearance adalah ruang sela yang besarnya sama dengan setengah dari

selisih ukuran drawing die dan drawing punch

δ = drawing clearance

dr = diameter drawing die

d St = diameter drawing punch

Gambar 231 Drawing clearance

Berikut adalah tabel harga drawing clearance

Tabel 23 harga drawing clearance

26 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

31 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan dan pemecahan masalah tentang peningkatan kapasitas

produksi tangki radiator dari bahan kuningan brass dengan modifikasi konstruksi

dies tangki radiator kuningan dari dua kali proses dalam dua dies (dies I drawing

dan dies II trimming) menjadi satu kali proses dalam satu dies (proses drawing

dan trimming dalam satu langkah) antara lain

1Mengoptimalkan kinerja dari dies tangki radiator dari bahan kuningan

2Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari dunia

perkuliahan dan diterapkan dalam dunia kerja yang nyata

3Bagi perusahaan agar dapat digunakan sebagai acuan maupun pertimbangan

dalam menentukan segala kebijakan yang berkaitan dengan masalah yang

diteliti

32 Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT XXX LPPU Curug No88 Tangerang Banten

Penelitian ini direncanakan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni 2013

Metode pengumpulan data yang digunakan antara lain

a Metode Penelitian Lapangan (Field Research)

Adapun teknik yang digunakan

Observasi

27 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Wawancara (Interview)

b Metode Study Kepustakaan (Library Research)

33 Metode Penelitian

Langkah-langkah dalam penulisan tugas akhit ini akan terangkum dalam

flow chart penulisan dibawah ini

28 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

34 Obyek Penelitian

a Data Primer

Adalah data yang diperoleh secara langsung dari obyek yang akan diteliti

yaitu dies

29 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

b Data Sekunder

Adalah data yang diperoleh dari studi pustaka dan data-data atau

dokumen yang sudah dibuat orang lain

35 Teknik Pengumpulan data

Adapun teknik-teknik yang digunakan dalam pengumpulan data

adalah

a Metode Diskusi brain storming

Adalah metode pengumpulan data dengan cara mengadakan diskusi secara

langsung dengan bagian yang bersangkutan untuk memperoleh data yang

diperlukan

b Metode Observasi

Adalah metode pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan dan

pencatatan secara langsung pada obyek penelitian untuk mendapatkan data

serta informasi yang dibutuhkan

c Metoda Studi Pustaka

Adalah metode pengumpulan data dari referensi buku-buku literature yang

berhubungan dengan masalah-masalah yang akan dibahas

36 Teknik Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan konstruksi

lama yaitu dengan dua proses proses draw dan trimming dengan

konstruksi baru yaitu menjadi satu proses yaitu proses draw dan trimming

dalam satu dies

Berikut gambaran mengenai konstruksi lama dan konstruksi baru

361 Konstruksi lama

Pada konstruksi lama terdiri dari dua proses yaitu dies drawing dan

dies trimming

3611 Konstruksi Dies Drawing

30 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran

menjadi bentukan rongga shell Rongga shell dari produk dibentuk oleh drawing

punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin

Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi karena

masih diperlukan proses lanjutan yaitu menghilangkan sisa material yang masih

menjadi satu dengan produk

Sisa material yang akan

dihilangkan pada proses

lanjutan (trimming)

Produk yang dipakai

Gambar 31 Produk drawing

Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator

yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada

gambar 32

31 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 32 Konstruksi dies drawing tangki radiator

Bagian ndash bagian utama dies drawing ini antara lain

a Top plate sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam

pada ram meja atas mesin pada saat proses

b Drawing die sebagai pembentuk rongga shell pada produk Pada drawing die

ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material

yang masuk ke drawing die

c Drawing punch sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan

rongga shell dari produk

d Spacer punch sebagai dudukan drawing punch

32 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

e Stripper plate sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan

pendorong material produk jadi

f Bottom plate sebagai dudukan spacer punch dan sebagai pengarah dari

chusion pin 2

g Lower support plate sebagai penopang dies

h Die shoe sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam

dengan bolster meja bawah dari mesin

i Chusion plate sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian

diteruskaan melalui chusion pin 2

j Chusion pin 1 sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate

k Chusion pin 2 sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari

chusion mesin

Analisa proses dies drawing konstruksi lama sebagai berikut

Gambar 33 Posisi awalan untuk proses drawing

33 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Pada gambar 33 dies dalam keadaan terbuka dimana material lembaran pelat

diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material

terhadap stripper plate Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah

sama dengan ketinggian drawing punch

Gambar 34 Kondisi pertengahan proses drawing

Pada gambar 33 proses drawing mulai terjadi dimana produk mulai terbentuk

oleh pertemuan drawing punch dan drawing die Dalam proses drawing ini

dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran

material yang memasuki rongga drawing die sehingga produk tidak keriput

maupun pecah

34 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 35 Kondisi draw maksimal produk draw jadi

dan kondisi dies terbuka maksimal

Pada gambar 34 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk

produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB) dan dies terbuka pada

titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil

3612 Konstruksi Dies Trimming

Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton

Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk

dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming

35 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 36 Konstruksi dies trimming

Bagian ndash bagian utama dies trimming ini antara lain

a Shank sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin

b Top plate sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate

c Ejector sebagai pelempar produk keluar dari dies

d Die plate sebagai pemegang insert die

e Insert die sebagai pisau pemotong saat proses trimming

f Stopper sebagai penepat posisi produk tangki

g Trimming punch sebagai pisau pemotong saat proses trimming

h Spacer plate sebagai dudukan trimming punch

i Stripper plate sebagai pemegang produk yang diproses trimming

j Bottom plate sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan

36 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

dicekam dengan bolster meja bawah dari mesin

362 Konstruksi modifikasi baru

Desain konstruksi baru yaitu konstruksi dies drawing - trimming satu

langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara

konstruksi dies drawing dan dies trimming Secara umum bagian komponen dari

dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing

yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies

ini Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini

masih sama dengan dies drawing yaitu 160 200 ton

Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar 37 Konstruksi dies draw-trim

37 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah

Gambar 38 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim

Tahap 1

Dies pada posisi terbuka material diletakkan diatas stripper plate bagian dies

atas bergerak ke bawah

Tahap 2

Mulai terjadi pembentukan rongga shell

38 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH

Proposal

Gambar 38 Tahap 34 dan 5 proses draw-trim

Tahap 3

Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk

Tahap 4 dan 5

Bagian atas dies bergerak naik stripper mendorong produk jadi ke atas dan proses

selesai

39 STTM MUHAMMADIYAH