perancangan dan pembuatan dies avor …... · persatu yaitu proses blanking, drawingdan piercing....
Post on 29-May-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DIES
AVOR WASTAFEL
PROYEK AKHIR
Diajukanuntukmemenuhipersyaratanguna
MemperolehgelarAhliMadya( A.Md )
Program Studi DIII TeknikMesin
Disusunoleh :
YOHANES DE BRITO CHRISTIAN D.J ( I 8108032 )
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
BerdoadanberusahalahsemaksimalmungkindanbiarkanTuhanyang
menentukan.
Janganterlalubanggadenganketenaran “ di ataslangitmasihadalangit “
Sopo nandurbakalngunduh.
Rindukanlahmasalalu, Sayangilahmasakini, Cintailahmasadepan Agar
gerbangkebahagiaanterbukadisetiap episode kehidupanandasaatini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Sebuahhasilkarya yang kami buat demi menggapai demi sebuahcita-cita, yang
inginsayapersembahkankepada :
Ayah danbundatercinta yang selamainitelah memberimotivasiserta rasa
kasihsayangnya.
Dosenpengampu yang telahmemberikanbimbingandan saran
dalampelaksanaandanpenyusunanlaporanini.
BapakBagusselakukepalabengkel yang telahbanyakmembantupembuatandies
avorwastafel.
Rekan-rekanmahasiswa yang telahbanyak member
masukandalampenysunanlaporanini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABTRAK
Rancangbangunpunching toolpembuatdies
avorwastafeldibuatsebagaisaranapembelajarandalammerealisasikan proses produksi.
Ide pembuatanpunching tooldies
avorwastafeldiperolehsetelahmelakukanpencarianinformasi. Banyak komponen-
komponen rumah tangga yang hanya bisa dibuat dengan proses punchingtool seperti
avor wastafel. Alat ini dibuat agar waktu proses produksi lebih efisien dan efektif.
Perancangandiesavorwashtafeldengankapasitasmesin 5 ton meliputi 3
tahapkerja. Tahap pertamaadalah proses forming tool (deep drowing)yang terdiri dari
punch drawing , top plate, stripper plate, dies dan bottom plate. Tahap
keduaadalahblanking yang terdiridari shank, punch, dies, danbotton plate.Pada dies
blanking dilakukan hardening dengan cara quenching oli. Punch blanking dibor
pada bagian tengah sepanjang punch. Tahap ketigaadalahpierching yang
terdiridarishank, top plate, punch holder plate, dies holder, dies, bottom plate. Bottom
plate dipasang pada bad menggunakan sambungan baut.Semua komponen dikerjakan
menggunakan mesin bubut. Sambungan las digunakan untuk menyambung pengunci
dengan bottom plate. Proses finising berupa pengamplasan dan pengecatan dilakukan
setelah semua komponen selesai dibuat. Tahap terakhir adalah perakitan semua
komponen.
Mesinpunch yang telah dirancangmampumembuatavorwashtafeldenganbahan
plat galvalum0,5 mm. Mesin yang digunakanadalahmesinpressdengankapasitas 5 ton.
Proses pengerjaanmenggunakan sistem independendimanaproses dilakukansatu-
persatu yaitu proses blanking, drawingdan piercing. Perancangandanpembuatandies
avorwashtafelmembutuhkanbiaya Rp.9.500.000,00.
Kata kunci : 1. Punching tool, dies, avor washtafel, drawing, blanking,
piercing.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Denganmemanjatkanpujisyukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang
telahmemberikanrahmatdanhidayahNyakepada kami, sehingga kami
dapatmenyelesaikanpenyusunanlaporan TUGAS AKHIR denganjudul
“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DIES AVOR
WASTAFEL“.ProyekAkhirinidisusungunamelengkapidanmemenuhisalahsatupersyara
tanmemperolehgelarAhliMadyaMesinProduksiFakultasTeknikUniversitasSebelasMar
et.
DalampenyelesaianProyekAkhirinitidakmungkindapatterselesaikantanpabantu
andariberbagaipihak,baiksecaralangsungmaupuntidaklangsung.Olehkarenaitupadakes
empataninipenulismenyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-
besarnyakepadasemuapihak yang telahmembantudalampenyelesaianlaporanini,
terutamakepada :
1. ZainalArifin, ST, MT selakupembimbing I ProyekAkhir.
2. Eko P.B, ST, MT selakupembimbing II ProyekAkhir.
3. Heru,ST, MT selakuketua Program DIII TeknikMesinUniversitasSebelasMaret.
4. Ayah danibu yang telah banyakmemberibantuanbaikberupa moral maupunmateri.
5. AsistenLaboratorium Proses Produksi yang telahbanyakmemberimasukan.
6. Rekan-rekansatukelompokProyekAkhir.
7. Rekan-rekan D3 TeknikMesinProduksiangkatan 2008, sebagaitemanseperjuangan
di FakultasTeknikMesinUniversitasSebelasMaret.
8. Seluruhpihak yang tidakdapatdisebutkansatupersatu,
terimakasihatasbantuannyadalammenyelesaikanlaporantugasakhirini.
Semogabudibaikdanpengorbanan yang telahdiberikanmenjadiamalsholeh dan
mendapat balasandari Allah SWT. Amiin.
Dalam penyusunan
laporanProyekAkhirinimasihkurangsempurnadanbanyakkekurangan.Olehkarenaitu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
saran dankritikdariberbagaipihaksangat diharapkangunapenyempurnaanlaporanini.
Agar
laporaninidapatbermanfaatbagimasyarakatluaspadaumumnyadankhususnyabagimahas
iswaTeknikMesinFakultasTeknikUniversitasSebelasMaret Surakarta.
Surakarta, Juli 2011
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................... ii
MOTTO ...................................................................................................................... iii
PERSEMBAHAN ....................................................................................................... iv
ABSTRAK ................................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ................................................................................................ vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................ 1
1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2
1.4 Tujuan ................................................................................................................. 2
1.5Manfaat Proyek Akhir ......................................................................................... 2
1.6Metodologi .......................................................................................................... 2
BAB II DASAR TEORI
2.1Pengertian Punching Tool ................................................................................... 4
2.2 Jenis-jenis Punching Tool .................................................................................. 4
2.2.1Cutting Tool .............................................................................................. 4
2.2.2Penetrasi .................................................................................................... 9
2.2.3Burr ......................................................................................................... 10
2.2.4 Pengaruh Clearance terhadap pemotongan ........................................... 10
2.2.5Secondary Shear...................................................................................... 11
2.2.6Jenis-jenis Cutting Tool........................................................................... 11
2.3Bagian Punching Tool ....................................................................................... 14
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
2.4Bentuk Konstruksi Punching Tool .................................................................... 15
2.4.1Simple press tool atau blank throught ..................................................... 15
2.4.2Inverted Blanking Tool ............................................................................ 16
2.4.3Compound Pres Tool .............................................................................. 17
2.4.4Progressive Press Tool ........................................................................... 18
2.4.5 Group Tool ............................................................................................. 19
2.5 Perbandingan Deep Drawing (Ziehverhaeltnis = drawing ratio) .................... 20
2.5.1 Gaya-gaya Pada Proses Deep Drawing.................................................. 21
2.5.2RadiusdanKelonggaran Drawing (Drawing Radien and Clearance) ..... 21
2.5.3Drawing Clearance ................................................................................. 22
2.5.4 Operasi Potong atau Pemotongan .......................................................... 24
2.6 Rumus Gaya Perencanaan Pada Perancangan PressTool ................................ 24
2.6.1Gaya Forming (Deep Drawing) .............................................................. 24
2.6.2 Kerja Drawing (W) ................................................................................ 26
2.6.3 Gaya Blanking ........................................................................................ 28
2.6.4 Gaya Pierching....................................................................................... 28
2.6.5 Gaya Pegas Stipper ................................................................................ 28
2.6.6 Gaya Buckling ........................................................................................ 29
2.6.7 Perhitungan Titik Berat Gaya................................................................. 31
2.6.8 Ukuran Punch dan Die ........................................................................... 31
BAB III PERENCANAAN DAN PERANCANGAN
3.1Perencanaan Pembuatan Perkakas Punching Tool ............................................ 35
3.2 Langkah-langkah Pembuatan Perkakas Press Tool ......................................... 36
3.3Perancangan dan Pembuatan Perkakas Press Tool .......................................... 38
3.3.1 Pemilihan Produk Material Benda Kerja (avor Washtafel) ................... 38
3.3.2 Data Geometri Avor Wastafel ................................................................ 39
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
3.3.3 Pemilihan Material Produk Benda Kerja (avor Washtafel) ................... 40
3.3.4 Peralatan Yang Digunakan Dalam Proses Pengujian ............................ 41
3.3.5 Peralatan Yang Digunakan Dalam Proses Pembuatan (Pengerjaan) ..... 42
3.3.6 Bahan Pembuat Press Tool .................................................................... 42
3.4 Proses Perhitungan Gaya-Gaya Yang Berpengaruh Pada Proses Pengerjaan .. 43
3.4.1 Perhitungan Gaya Pembentukan ............................................................ 43
3.4.2 Perhitungan Gaya Potong ....................................................................... 47
3.4.3 Perhitungan Pegas Stripper .................................................................... 49
3.4.4 Perhitungan Punch Terhadap Gaya Buckling ........................................ 50
3.4.5 Perhitungan Dimensi Punch dan Die ..................................................... 51
3.5 Prosses Pembuatan Nagian-Bagian Press Tool ................................................ 57
3.5.1Persiapan Proses Pembuatan (Produksi) ................................................. 57
3.5.2 Proses Pembuatan Komponen Deep Drawing ....................................... 58
3.5.3 Proses Pembuatan Komponen Triming .................................................. 67
3.5.4 Proses Pembuatan Komponen Pierching ............................................... 71
3.6 Proses Pengecatan Bagian-Bagian Press Tool ................................................ 80
3.7 Proses Perakitan Bagian-Bagian Press Tool ................................................... 80
3.8 Perawatan Mesin Punch ................................................................................... 82
BAB IV ANALISA DATA DAN HASIL PENGUJIAN
4.1Langkah-Langkah Pengujian Mesin .................................................................. 83
4.1.1Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ............................................... 83
4.1.2Pengujian Punch dan Die Pierching ....................................................... 86
4.1.3Pengujian Punch dan Die Blanking......................................................... 88
4.2Analisa Perbandingan Dimensi Pada Rancangan Dengan Dimensi Benda
Jadi (Aktual) .................................................................................................... 91
4.2.1 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing .............................................. 91
4.2.2 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ............................................. 92
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
4.2.3 Pengujian Punch dan Die Deep Drawing ............................................. 92
4.2.4 Analisa Tebal Dies dan Panjang Punch ................................................. 94
4.3Analisa Hasil Pengujian .................................................................................... 94
4.3.1 Terhadap Material Produk Yang Digunakan ........................................ 94
4.3.2 Terhadap Kemampuan Kerja Mesin Punch .......................................... 97
4.3.3 Terhadap Punch dan Dies yang dibuat .................................................. 98
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 99
5.2 Saran ............................................................................................................... 100
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 101
LAMPIRAN ............................................................................................................. 102
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTARGAMBAR
Gambar 2.1 Punch mulai menekan material ................................................................. 5
Gambar 2.2 Penekanan lanjut ....................................................................................... 6
Gambar 2.3 Keretakan yang terjadi pada kedua sisi potong ......................................... 6
Gambar 2.4 Pemotongan terjadi pada dua sisi .............................................................. 7
Gambar 2.5 Clearance of cutting tools dan grafik penetrasi ........................................ 8
Gambar 2.6 Blanking .................................................................................................. 12
Gambar 2.7 Piercing ................................................................................................... 12
Gambar 2.8 Trimming ................................................................................................. 12
Gambar 2.9 Parting ..................................................................................................... 13
Gambar 2.10 Crooping ............................................................................................... 13
Gambar 2.11 Lanzing .................................................................................................. 14
Gambar 2.12 Bagian punching tool ............................................................................ 14
Gambar 2.13 Simple press tool ................................................................................... 16
Gambar 2.14 Blanking tool ......................................................................................... 17
Gambar 2.15Compound press tool .............................................................................. 18
Gambar 2.16 Progressive press tool ........................................................................... 19
Gambar 2.17Group tool .............................................................................................. 19
Gambar 2.18Perbandingan drawing pada first drawing ............................................. 20
Gambar 2.19Perbandingan drawing pada second next drawing ................................. 20
Gambar 2.20Hibungan kebalikan antara m dan β ....................................................... 20
Gambar 2.21 Drawing clearance pada perkakas drawing .......................................... 23
Gambar 2.22 Pengaruh radius pada kerja (w) ............................................................. 27
Gambar 3.1 Avor wastafel tampak atas ....................................................................... 38
Gambar 3.2Avor wastafel tampak samping ................................................................ 39
Gambar 3.3Avor wastafel yang akan diproduksi ........................................................ 39
Gambar 3.4 Clearance ................................................................................................ 51
Gambar 3.5 Shank dan punch drawing ....................................................................... 59
Gambar 3.6 Top plate .................................................................................................. 60
Gambar 3.7 Baut pengarah .......................................................................................... 61
Gambar 3.8 Pegas stripper .......................................................................................... 62
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
Gambar 3.9Stipper plate ............................................................................................. 63
Gambar 3.10 Dudukan spring ..................................................................................... 64
Gambar 3.11 Dies drawing ......................................................................................... 65
Gambar 3.12 iBottom shoe ......................................................................................... 66
Gambar 3.13 Blanking shank ...................................................................................... 67
Gambar 3.14 Punch blank ........................................................................................... 69
Gambar 3.15 Dies blank .............................................................................................. 70
Gambar 3.16 Bottom shoe ........................................................................................... 71
Gambar 3.17 Shank hoder Piercing ............................................................................ 72
Gambar 3.18 Top plate ................................................................................................ 74
Gambar 3.19Punch holder plate ................................................................................. 75
Gambar 3.20Punch piercing ....................................................................................... 76
Gambar 3.21Dies piercing .......................................................................................... 77
Gambar 3.22Dies hoder plate ..................................................................................... 78
Gambar 3.23Bottom shoe ............................................................................................ 79
Gambar 4.1Baut stripper terpasang pada top plate ..................................................... 84
Gambar 4.2Drawing die dan shoe ............................................................................... 84
Gambar 4.3Penyetingan punch drawing ..................................................................... 84
Gambar 4.4(a)Pengatur posisi shoe (b) mengencangkan baut penahan shoe dan
bed ............................................................................................................................... 85
Gambar 4.5 a & b Pemasangan spring dan stripper plate .......................................... 85
Gambar 4.6 a & b Mengencangkan baut stripper ....................................................... 85
Gambar 4.7 (a) Mensetting TMA punch drawing(b) Mistar penunjuk TMA............. 86
Gambar 4.8Shank beserta punch piercing ................................................................... 85
Gambar 4.9Pemasangan punch pierching pada mesin ................................................ 85
Gambar 4.10 Pemasangan shoe dan die piercing pada bed mesin .............................. 85
Gambar 4.11 a & b Mensetting TMA punch piercing ............................................... 85
Gambar 4.12 Penyetingan posisi TMA ....................................................................... 85
Gambar 4.13Pemasangan punch blanking pada mesin ............................................... 85
Gambar 4.14(a) Memasang die pada shoe (b) mengencangkan baut
.......................85
Gambar 4.15 Pemasangan shoe pada bed mesin ......................................................... 85
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
Gambar 4.16 (a) Menentukan posisi TMA (b) Mensetting posisi center die
blanking ....................................................................................................................... 85
Gambar 4.17Penencangan baut penahan shoe ............................................................ 85
Gambar 4.18Setting punch blanking jadi .................................................................... 85
Gambar 4.19Memastikan penyetingan sudah selesai .................................................. 85
Gambar 4.20Sketsa punch drawing ............................................................................ 85
Gambar 4.21 Sketsa die drawing ................................................................................ 85
Gambar 4.22 Foto hasil pengujian menggunakan material aluminium 0,3 mm ......... 85
Gambar 4.23 Foto hasil pengujian menggunakan material stainless steel 0,5 mm..... 85
Gambar 4.24 Foto pengujian menggunakan material stainless steel 1 mm ................ 85
Gambar 4.25(a) Plat galvalum mengalami sobek (b) Plat galvalum berkerut pada
bagian atasnya ............................................................................................................. 85
Gambar 4.26 Foto hasil pengujian dengan plat galvalum 1 mm................................. 85
Gambar 4.24 Foto hasil pengujian menggunakan material galvalum 0,5 mm
(pengujian berhasil ...................................................................................................... 85
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Di dalam dunia industri, terutama dalam industri rumah tangga, banyak sekali
kita jumpai alat-alat atau perkakas yang digerakkan oleh mesin press, baik yang
ukurannya kecil maupun yang berukuran besar. Kerja mesin perkakas berdasarkan
jenis kerjanya terdiri dari berbagai cara seperti ditekan, ditarik, dipotong,
dibengkokkan atau ditekuk menjadi suatu profil atau bentuk tertentu. Sedangkan
benda kerja ataupun material yang diproses bisa berupa lembaran plat (sheet metal),
bentuk profil, pipa-pipa logam dan lain-lain.
Untuk proses pengerjaan semacam ini kita mengenalnya dengan istilah proses
Press Working, yaitu segala proses pengerjaan logam yang menggunakan mesin-
mesin press sebagai alat bantu utamanya, yaitu sebagai penggerak atau pemberi gaya.
Dalam press working dikenal beberapa macam pengerjaan, tergantung dari
perlakuan gaya-gaya itu terhadap material yang dikerjakan. Misalnya dari material
atau bahan sheet metal orang bisa memotong secara menggunting, menekuk atau
membengkokkan, membentuk menjadi benda berongga tiga dimensi, dan lain-lain.
Jadi secara garis besar ada jenis pengerjaan shearing, bending, dan forming atau deep
drawing. Dalam pengerjaan yang akan dibuat adalah proses press working
perancangan dan pembuatan dies avor wastafel.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam Proyek Akhir ini adalah bagaimana perencanaan
dan pembuatan Dies Avor Wastafel.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah di atas dan agar tidak terjadi kesalahan dalam
pemahaman laporan ini, maka perlu adanya pembatasan masalah. Sebagai batasan
masalah dalam penyusunan laporan ini adalah :
a. Prinsip kerja mesin punch untuk pembuatan avor wastafel.
b. Perancangan dies dan komponen lainnya.
c. Perawatan mesin punch.
d. Estimasi biaya.
1.4 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini antara
lain :
a. Mampu merancang dan membuat dies mesin punch yang berteknologi tepat guna.
Hal ini meliputi perencanaan, perhitungan dan pemilihan bahan yang digunakan.
b. Mengetahui prinsip kerja mesin punch.
1.5 Manfaat Proyek Akhir
Adapun manfaat dari pengerjaan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut :
a. Sebagai salah satu syarat kelulusan studi DIII Teknik Mesin Produksi Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
b. Sebagai sarana pengembangan dan penerapan aplikasi keilmuan yang telah
didapat dibangku kuliah.
c. Sebagai sarana uji coba kemampuan dan keterampilan dengan mengembangkan
gagasan inovatif dalam proses perancangan suatu alat.
1.6 Metodologi
Metode yang digunakan dalam menyelesaikan permasalahan yang timbul dari
pembuatan dies avor wastafel mesin punch yaitu:
1. Pengumpulan data dan informasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
a. Studi pustaka
Metode yang dilakukan dengan cara mencari buku referensi yang dapat
menunjang dalam pembuatan dies avor wastafel mesin punch.
b. Observasi
Metode yang dilakukan dengan cara mencari petunjuk mengenai mesin punch
melalui kunjungan langsung ketempat dimana terdapat mesin punch seperti di
bengkel Kartasura.
c. Wawancara
Melakukan wawancara dengan teknisi serta orang-orang yang mengetahui
tentang mesin punch.
d. Bimbingan
Pelaksanan bimbingan dilakukan dengan dosen pembimbing Proyek Akhir
yang memberikan pengarahan dalam proses pengerjaan dan pembuatan
laporan.
2. Pengolahan data
Dari berbagai data dan informasi yang diperoleh, kemudian data dianalisa dan
diambil kesimpulan.
3. Pengambilan keputusan
Dilakukan dengan mempertimbangkan berbagai aspek seperti biaya, waktu
pengerjaan, alat dan mesin yang digunakan. Dari berbagai pilihan alternative,
kemudian dipilih alternative terbaik berdasarkan pertimbangan aspek tersebut.
Setelah pemilihan alternative yang digunakan, baru dilakukan proses
perancangan, pemilihan bahan dan penyusunan proses pengerjaan dan perakitan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pengertian Punching Tool
Punching tool adalah alat bantu yang dibuat dengan tujuan khusus seperti
memotong dan membentuk pelat-pelat logam dengan menggunakan punch
sebagai alat penekan.
Alat bantu yang dibuat adalah sebuah punching tool, dimana alat tersebut
berfungsi untuk memotong (cutting) dan membentuk (forming) yang merupakan
proses-proses yang terjadi pada punch tool.
Pertimbangan penggunaan Punching Tool, sebagai berikut :
a. Untuk menghasilkan produk dalam jumlah banyak (massal).
b. Menjamin keseragaman bentuk dan ukuran produk agar tetap sama.
c. Operator yang mengerjakannya tidak harus orang yang berpengalaman.
d. Meminimalisasi kegagalan produk hanya memerlukan satu jenis mesin
saja,yaitu mesin punching.
e. Penghematan biaya operasional yang terlibat.
f. Produktivitas dan efisiensi tinggi.
2.2 Jenis-jenis Punching Tool
Secara garis besar sebuah puncing tool dapat dibedakan menjadi dua
bagian,yaitu Cutting tool dan Forming tool.
2.2.1 Cutting tool
a. Operasi pemotongan
Pada setiap pemotongan benda kerja, akan selalu tampak adanya
kesamaan prinsip yang harus dicermati bersama. Pada pengerjaan
pemotongan kawat, batangan baja, baja profil, ataupun sheet metal, pasti
terdapat sepasang gaya yang dipergunakan untuk memotongnya. Besar gaya
itu bekerja secara bersama-sama, berlawan arah dengan jarak yang relatif
kecil. Karena gayanya berlawanan arah dan berjarak kecil, maka gaya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
tersebut disebut dengan gaya geser, dan material yang dipotong akan
terbentuk sebuah area yang disebut dengan “daerah pergeseran“.
Pada kenyataan dilapangan, gaya-gaya ini akan diberikan oleh sisi
potong yang tajam dari alat potong bagian atas dan bagian bawah alat potong
yang lain. Sedangkan jarak antara dua gaya tersebut adalah clearance yang
harus ditentukan. Untuk perkakas punching tool maka gaya-gaya tersebut
diberikan oleh sisi yang tajam dari punch maupun diesnya. Gaya yang
diberikan ini akan menciptakan tegangan geser pada daerah pergeseran, dan
apabila tegangan geser melebihi besarnya kekuatan geser dari material atau
batas gesernya, maka terjadilah pemotongan tersebut.
Untuk proses pemotongan pada cutting tool dilakukan oleh punch dan
dies, salah satu dari alat potong tersebut diam dan yang lainnya bergerak
searah dan tegak lurus dengan alat potong lainnya.
Pada tool yang dibuat, jenis pemotongan yang digunakan yaitu proses
blanking. Blanking adalah jenis proses pemotongan dengan cara menekan
benda kerja hingga melewati batas elastis dari material tersebut.
Hal-hal yang terjadi selama proses pemotongan berlangsung antara lain :
a. Pemotongan terjadi pada saat sisi potong bagian dalam (punch) menekan
material hingga tembus ke sisi potong lainnya (dies). Punch mulai
menekan material, tetapi dalam tahap ini material ditekan dibawah batas
elastisitas dari material itu sendiri.
Gambar. 2.1. Punch mulai menekan material
PRESURE
radius
radius
Penetrasion Stars
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
b. Penetrasi lebih lanjut memberikan tekanan yang dapat melebihi batas
elastisitas dari material yang ditekan (deformasi permanen dapat terbentuk
apabila punch ditarik) radius dan deformasi dari material mulai terbentuk,
proses penetrasinya selesai dan batas kekuatan tariknya kurang lebih sudah
tercapai.
Gambar. 2.2.Penekanan lanjut
c. Keretakan-keretakan pada material mulai terjadi akibat adanya penekanan
dari kedua sisi potong (punch dan dies).
Gambar. 2.3.Keretakan yang terjadi pada kedua sisi potong
d. Keretakan-keratakan pada material saling bertemu sehingga proses
pemotongan terjadi terhadap material. Pencatatan tingkatan dapat dilakukan
dari deformasi permanen yang terjadi pada burr material. Pada proses
blanking terdapat pada sisi dies, sedangkan untuk proses pierching terdapat
pada sisi punch.
Gambar. 2.4. Pemotongan terjadi pada kedua sisi
Penetrasion complete
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
b. Cutting clearance
Seperti diketahui, bahwa jarak antara dua gaya yang berlawanan yang
ditimbulkan sisi-sisi tajam dari punch dan dies adalah clearance yang harus
ditentukan, maka dengan demikian ukuran dari punch maupun dies
merupakan besaran yang perlu diketahui. Selisih ukuran antara punch dan
dies ini disebut dengan allowance sedangkan yang dimaksud dengan
clearance adalah selisih ukuran yang bersarnya diukur hanya pada satu sisi
saja. Dengan kata lain sama dengan setengah dari besar allowance.
Disamping itu besarnya clearance juga menentukan besarnya gaya potong
yang diberikan.
Pada umumnya clearance per side dinyatakan dalam satuan prosentase
(%) dari ketebalan material yang akan dipotong. Normalnya berkisar antara 2
% sampai dengan 8 % tergantung kekuatan dan ketebalan dari materialnya.
Berikut adalah rekomendasi umum tentang clearance (% 7 reside) :
a. Mildsteel yang memiliki tegangan geser sampai dengan 25 Kg/mm : 2% -
3% tebalnya.
b. Mildsteel yang tegangan gesernya 25 – 40 Kg/mm : 3% - 5% tebalnya.
c. Steel yang tegangan gesernya 40 – 80 Kg/mm : 5% - 9% tebalnya.
d. Alumunium, kuningan, tembaga : 2% - 4% tebalnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Gambar. 2.5. Clearance of Cutting Tools dan grafik penetrasi (Tool Design 2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
2.2.2 Penetrasi
Panjang langkah punch yang menyebabkan terpotongnya plat atau
material dinamakan penetrasi. Pada dasarnya adalah panjang dari bagian yang
terbentuk radius dengan bagian yang berbentuk lurus yang mengkilap pada
permukaan potong. Besarnya penetrasi ini dinyatakan dengan prosentasi dari
material yang akan dipotong. Jadi hal ini sering dipakai sebagai patokan atau
dasar untuk menentukan panjang penekanan pada beberapa jenis material.
Semakin keras materialnya, maka akan semakin berkurang panjang
penetrasinya.
Berikut ini ditunjukan beberapa besarnya penetrasi dari jenis material
dalam satuan prosen (%)
Tabel. 2.1. besarnya penetrasi dari jenis material dalam satuan prosen(%)
Sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta
Jenis Material Panjang Penetrasi (%)
Lead ( timah hitam ) 50
Tin ( timah putih ) 40
Aluminium 60
Zink ( seng ) 50
Copper ( tembaga ) 55
Brass ( kuningan ) 50
Bronze ( tembaga merah/perunggu ) 25
Baja 0,1 C ( baja karbon 0,1 ) 50 setelah di anneal
38 pengerjaan roll dingin
Baja 0,2 C 40 setelah di anneal
28 pengerjaan roll dingin
Baja 0,3 C 33 setelah di anneal
22 pengerjaan roll dingin
Baja silicon 30
Nikel 55
Meskipun pada kenyataanya material sudah terpotong pada saat langkah
punch sejauh penetrasinya, tidak boleh memasang atau seting puncing tool
dengan hanya memasukan panjang langkah punchnya sejauh itu. Terlebih
dahulu memasukan punch jauh kedalam diesnya sehingga kurang lebih 3-4
kali tebal material, sehingga betul-betul yakin kalau material didorong keluar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
dari diesnya. Sebab apabila tidak demikian, ada bahaya bahwa material akan
tertahan dan menumpuk didalam dies. Akibatnya akan fatal karena
kemungkinan dies atau punch akan patah.
2.2.3 Burr
Burr adalah akibat dari patahan yang ditimbulkan oleh proses potong.
Keberadaan burr ini sering tidak diinginkan dalam batas terlalu tinggi atau
besarnya tidak bisa ditolerir. Burr ini akan semakin besar apabila sisi potong
dari punch atau diesnya semakin tumpul. Untuk jenis material yang lunak
juga sering membuat burr yang besar. Namun demikian untuk mendapatkan
potongan dengan burr yang besarnya kurang dari 0,02 mm sangatlah sukar,
walaupun dengan sisi potong yang sangat tajam.
Pengaruh lainya yang mengakibatkan terjadinya burr ini adalah
clearance yang terlalu besar.jadi perlu dicermati dalam memberikan ukuran
punch dan dies dari suatu pasangan punching tool. Terjadinya burr pada
material potongan atau blank diakibatkan oleh tumpulnya sisi potong punch,
sedangkan burr yang terjadi pada material yang terpotong atau stripnya
diakibatkan oleh sisi potong dies yang tumpul. Burr inilah yang sering
membahayakan jari tangan dalam pengerjaan pelat.
2.2.4 Pengaruh clearance terhadap pemotongan
Besarnya clearance akan mempengaruhi proses dan hasil pemotonganya,
seperti misalnya :
a. Besarnya gaya potong yang dipakai ( force ), semakin kecil clearance
yang dipilih akan mempengaruhi besarnya gaya potong yang diperlukan.
b. Umur pakai dari punch dan dies ( life time ), akan semakin pendek
apabila semakin kecil clearance yang dipilih.
c. Permukaan hasil pemotongan ( surface finish ) akan semakin baik apabila
clearance yang dipakai kecil.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
2.2.5 Secondary shear
Kualitas dari hasil pemotongan sangatlah ditentukan oleh besarnya
clearance antara punch dan dies yang dipilih. Apabila clearance yang dipilih
tepat atau sesuai, maka kualitas hasil pemotongan akan bagus, apabila terlalu
besar akan terbentuk burr yang mengganggu karena terlalu tinggi, sedangkan
apabila dipilih terlalu kecil juga tidak akan sempurna.
Yang dimaksud secondary shear adalah robekan pada material yang
tidak diinginkan, yang terjadi karena pemilihan clearance yang terlalu kecil,
biasanya kalau dipilih clearance antara 3% sampai 5% dari tebal material.
Hal ini terjadi kareana robekan yang diakibatkan oleh sisi tajam punch
dan dies tidak saling bertemu satu sama yang lain dengan sempurna, sehingga
permukaan potongnya tidak halus rata. Dengan adanya robekan yang tidak
diinginkan ini, maka hasil permukaan potongnya tidak halus, sehingga
diperlukan lagi pemotongan agar permukaan potongnya sempurna, dengan
demikian ukuran yang dikehendaki akan menjadi berkurang.
Jika clearance yang dipilih terlalu besar, permukaan potongnya akan
berbentuk radius yang sangat ekstrim. Disamping itu akan mengakibatkan
terjadi robekan atau secondary shear pada permukaan bagian luar yang
berbentuk radius. Di daerah ini batas patah tarik materialnya telah terlampaui.
Demikian juga dengan clearance yang terlalu besar dan pada material lunak
akan mudah terjadi burr.
Dengan clearace sebesar 36% dari tebal material akan didapat tebal burr
yang besarnya kurang dari clearance. Untuk contoh di atas, dalam percobaan
menggunakan plat dari baja paduan karbon rendah pengerjaan roll panas.
2.2.6 Jenis-jenis cutting tool
Berikut ini merupakan beberapa contoh dari proses cutting tool :
a. Blanking
Yaitu proses pemotongan logam plat untuk menghasilkan bentuk
tertentu, material yang terpotong merupakan produk yang diinginkan yang
disebut blank.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Gambar. 2.6. Blanking
b. Pierching
Yaitu proses pemotongan benda kerja yang merupakan kebalikan dari
proses blanking, pada proses pierching bagian yang terlepas merupakan sisa
atau scrap.
Gambar. 2.7. Pierching
c. Trimming
Yaitu proses pemotongan pada benda kerja sebagai proses akhir dari
benda kerja tersebut dimana proses ini diaplikasikan untuk menghilangkan
sisa material setelah proses non cutting tool, misal benda hasil proses deep
drawing (forming).
Gambar. 2.8. Trimming
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
d. Parting
Yaitu proses pemotongan dengan cara membuang bagian diantara kedua
komponen scrap yang terdorong oleh punch.
Gambar. 2.9. Parting
e. Cropping
Proses cropping merupakan proses pemotongan dari plat asalnya,
perbedaannya dengan parting adalah pada cropping tidak menyebabkan sisa
pemotongan, kalaupun terjadi sisa hanya terjadi pada awal dan akhir
pemotongan saja.
Gambar. 2.10. Cropping
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
f. Lanzing
Proses ini dikombinasikan antara pemotongan (cutting) dengan
pembengkokan (bending) sepanjang garis benda kerja. Pada benda kerja tidak
ada logam yang terpotong bebas.
Gambar. 2.11. Lanzing
2.3 Bagian Punching Tool
Bagian-bagian dari sebuah press tool jumlahnya berbeda-beda tergantung dari
proses yang dilakukan untuk membuat suatu produk tetapi secara umum ada
beberapa komponen utama seperti punch, dies, dies set dll untuk setiap bentuk
perkakas tekan, di bawah ini ditunjukkan nama-nama komponen dari perkakas
tekan.
Gambar. 2.12. Bagian Punching tool
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Keterangan:
1. Bottom plate
2. Top plate
3. Punch holder
4. Dudukan dies blanking
5. Dies blanking
6. Punch blanking dan dies pierching
7. Punch pierching 1 (Ø besar)
8. Punch pierching 2 (Ø kecil)
9. Punch embosing
10. Ejector
11. Poros ejector
12. Pilar
13. Stopper
14. Bush
15. Shank
16. Spring pilar
17. Spring baut embossing
18. Spring baut ejector
19. Baut embossing
2.4 Bentuk Konstruksi Punching Tool
2.4.1 Simple press tool atau blank throught
Simple press tool merupakan bentuk konstruksi perkakas dengan bentuk
sederhana yaitu hanya terdapat satu stasion proses pengerjaan dimana punch
berada diatas (top plate) dan dies dibawah (bottom plate) contoh bentuk
konstruksi simple press tool dapat dilihat pada gambar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Gambar 2.13Simple Press Tool
Keuntungan menggunakan simple press tool diantaranya
1. Konstruksi alat sederhana
2. Tidak memerlukan gaya yang besar karena hanya terdapat satu proses
pengerjaan.
3. Mudah untuk dibuat dan diasembly
Kerugian menggunakan simple press tool diantaranya
1. Hanya terdapat satu jenis proses pengerjaan
2. Memakan waktu produksi yang lebih lama
2.4.2 Inverted blanking tool
Inverted blanking tool adalah bentuk perkakas tekan yang konstruksinya
terbalik bila dibandingkan dengan simple tool dimana dies dipasang pada
pelat atas (top plate) dan punch dipasang pada pelat bawah (bottom plate).
Konstruksi inverted blanking tool tidak sesederhana seperti pada konstruksi
simple press tool pada inverted blanking tool dilengkapi dengan shedder,
knock out pin dan knock out plate, bagian-bagian tersebut dipergunakan untuk
shank
punch
Top plate punch
shoe
Stripper plate
Stock guide
Bottom plate
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
melepaskan komponen atau sisa pelat yang dimungkinkan menempel pada
shedder, disamping shedder pada inverted blanking tool juga dilengkapi juga
striper yang berfungsi sebagai pengarah plat striper dan pelepas stock yang
menempel pada punch bentuk konstruksi inverted blanking tool dapat dilihat
pada gambar di bawah ini.
Gambar. 2.14. Blanking Tool
2.4.3 Compound press tool
Compound press tool merupakan bentuk konstruksi perkakas yang
didalamnya terdapat dua proses pengerjaan dalam satu stasion yang sama dan
ditempatkan pada satu sumbu contoh bentuk konstruksi compound press tool
dapat dilihat pada gambar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Gambar. 2.15. Compound Press Tool
Keuntungan mengunakan compound press tool diantaranya
1. Produk dapat langsung jadi hanya dengan sekali proses
2. Waktu proses produksi lebih cepat
3. Meningkatkan efisiensi pengunaan bahan pembuat press tool
Kerugian menggunakan compound press tool diantaranya
1. konstruksi alat lebih rumit
2. butuh ketelitian yang tinggi
2.4.4 Progressive press tool
Progressive press tool merupakan bentuk konstruksi perkakas yang
didalamnya terdapat lebih dari satu proses pengerjaan dengan beberapa
stasion yang berbeda contoh bentuk konstruksi progressive press tool dapat
dilihat pada gambar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Gambar. 2.16. Progressive Press Tool
2.4.5 Group tool
Group tool merupakan suatu sub unit perkakas tekan dengan
penggabungan dua atau lebih proses pengerjaan sehingga dimungkinkan
terjadinya proses pemotongan dan pembentukan dalam satu dieset dan tidak
dalam satu jalur, bentuk konstruksi group tool dapat dilihat pada gambar.
Gambar. 2.17. Group Tool
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
2.5 Perbandingan Deep Drawing (Ziehverhaeltnis = drawing ratio)
Perbandingan deep drawing dirumuskan secara sederhana sebagai berikut
(Sumber : Teori Tentang Deep Drawing Punching Tool 2, ATMI Surakarta :
1990) :
(2.1)
Rumus di atas merupakan rumus untuk model shell yang paling sederhana
yaitu shell silindris.
Gambar 2.18. Perbandingan drawing Gambar 2.19. Perbandingan drawing
pada first drawing pada second atau next drawing
Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta
Untuk keperluan yang lainnya, dikenal istilah lain yang merupakan harga
kebalikan dari m yaitu β, sehingga bisa dirumuskan :
(keduanya tanpa satuan) (2.2)
Gambar 2.20. Hubungan kebalikan antara m dan β (diameter shell, d = 100 mm)
Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
Keterangan: m = perbandingan drawing atau drawing ratio,
Α = angka koreksi untuk gaya drawing (FZ)
χA= angka koreksi untuk kerja drawing (W)
2.5.1 Gaya-gaya pada proses deep drawing
Gaya-gaya pada proses deep drawing dirumuskan secara sederhana
sebagai berikut (Teori Tentang Deep Drawing Punching Tool 2, ATMI
Surakarta : 1990) :
Gaya potong : Fs (cutting force)
Gaya pengendali blank : FB(blanking holding force)
Gaya drawing : Fz (drawing force)
Semua gaya yang ada harus dijumlahkan. Hal ini terutama pada proses
drawing dengan mesin press single action.
Ftot = FS + FB + FZ (2.3)
Untuk mesin press double action tidak bisa disamakan dengan di atas,
karena gaya drawing Fz dan gaya pengendali blank FB diberikan oleh poros
yang terpisah.
2.5.2 Radius dan kelonggaran drawing (drawing radiendan clearance)
Secara umum berlaku pernyataan bahwa radius pada drawing punch
tidak boleh lebih kecil dibandingkan dengan radius pada drawing ring (dies).
Apabila hal ini tidak diperhatikan, maka pada benda kerja akan terjadi
kemuluran pada daerah transisi antara radius dengan bagian dinding shell.
Besarnya radius drawing yang umumnya mencakupi untuk proses
drawing yang baik adalah (sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta) :
rSt= 3…10t ( t : tebal pelat ) (2.4)
Pada dasarnya radius yang kecil pada drawing ring akan memberikan
hasil dinding shell yang bersih dan rata.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Untuk menentukan besarnya radius drawing die digunakan sebuah
persamaan empiris dari Oehler, yaitu (sumber : Punching Tool 2, ATMI
Surakarta) :
(2.5)
Di mana,
rR = Radius drawing dies
D = Diameterblank (mm)
d1 = Diameter pre drawing shell (mm)
t = Tebal plat atau material (mm)
Pada shell silindris, maka bentuk radius drawing pada dies atau ringnya
adalah seragam di seluruh permukaanya, dengan penampang profil transisi
yang bagus dari garis, radius, dan kembali ke garis yang menyinggung radius.
Sedangkan untuk shell yang bersudut (misalnya kotak), maka radius drawing
pada sudut-sudutnya lebih besar dibanding dengan yang ada di bagian bidang
lurus.
2.5.3 Drawing clearance
Drawing clearance ( δ ) adalah ruang antara yang besarnya sama dengan
setengah dari selisih ukuran diameter drawing dies atau ring ( dR) dengan
diameter drawing punch ( dSt). (Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta)
(2.6)
Untuk membuat bentuk shell yang rapi dan bagus, maka drawing
clearancenya harus dibuat lebih sempit dan drawing radiusnya lebih kecil.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Gambar 2.21. Drawing clearance pada perkakas drawing
Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta
Berikut ini adalah tabel harga drawing clearance yang sering dipakai
untuk suatu konstruksi perkakas.
Tabel 2.2. Harga Drawing Clearance untuk Suatu Konstruksi
Perkakas Deep Drawing
Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
2.5.4 Operasi potong atau pemotongan
Gaya potong perlu dihitung, hal ini untuk menentukan konstruksi yang
akan digunakan, karena ada hubungannya dengan kemampuan tekan yang
diberikan oleh mesin press. Perhitungan ini berlaku pula untuk proses yang
lain, seperti : proses cutting, shearing, punching, blanking, trimming, dll.
Tenaga atau energi dalam sistem potong ini diperhitungkan untuk
menentukan besarnya ukuran mesin press yang akan dipergunakan, yang
berhubungan dengan kemampuan tekan yang diberikan.
Gaya stripper harus diperhitungkan, sehingga dapat menentukan
konstruksi lebih lanjut, seperti menentukan jenis stripper plate yang akan
digunakan dan berhubungan dengan jumlah pegas dan ukuran yang akan
dipakai. Besarnya gaya stripper ini di samping ditentukan oleh tebal material
juga sangat tergantung dari ketajaman sisi potong yang dipergunakan.
Apabila sisi potongnya tumpul, maka gaya stripper akan menjadi lebih besar.
2.6 RumusGaya Perencanaan Pada Perancangan PressTool
Dalam perancangan perkakas tekan (press tool) ini diperlukan dasar-dasar
perhitungan yang menggunakan teori dan rumus-rumus tertentu sebagai dasar
menentukan gaya-gaya yang bekerja pada proses pemotongan dan pembentukan.
2.6.1 Gaya forming (deep drawing)
Di dalam pembuatan avor wastafle, digunakan mesin press single action
sehingga pada proses drawing gaya-gaya yang bekerja, yaitu :
a. Gaya pengendali blank ( FB )
b. Gaya drawing ( FZ )
Jadi, jumlah gaya yang diperlukan ( FTotal ) pada proses drawing adalah
(sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta) :
FTotal = FB + FZ (2.7)
a. Gaya pengendali blank ( FB )
FB = A .p atau FB = (AB – Ap) . p (2.8)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Di mana,
FB = gaya pengendali blank (N)
AB = luas penampang blank (mm2)
Ap = luas penampang shell/punch (mm2)
A = luas bagian yang dikendalikan/ dipegang oleh holding
plate/ pressure pad (mm2)
p = tekanan bidang (N/mm2)
Untuk shell yang berbentuk silindris bisa dihitung dengan rumus :
FB = . ( – ) . p (2.9)
Harga tekanan p ini besarnya tergantung dari kualitas dan tebal material
yang dikerjakan. Menurut Schuler : L. Schuler AG : Handbuch fuer die
spanlose Formgebung maka besarnya adalah
(2.10)
Di mana,
d = diameter setelah deep drawing (mm)
β = 1/m =kebalikan dari deep drawing ratio
t = tebal pelat atau material (mm)
σB = tegangan tarik material (N/mm2)
Material tipispun masih memerlukan adanya tekanan atau gaya
pengendali blank yang besar. Maka untuk benda-benda kerja berpenampang
besar lebih baik menggunakan mesin press double action.
Besarnya gaya pengendali blank ini dapat ditentukan dengan
membandingkannya dengan gaya drawing. Apabila harga perbandingannya
diketahui, maka bisa dihitung, misalnya :
Untuk pelat di bawah 0,5 mm FB 0,4 Fz
Dari 0,5 mm sampai 1 mm FB 0,3 Fz
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Dari 1,1 mm ke atas FB 0,25 Fz
Namun sebaiknya memakai cara dengan rumus tekanan bidang ( p ) di
atas karena lebih aman.
b. Gaya Drawing ( FZ )
Gaya ini mirip dengan gaya potong, besarnya tergantung dari tebal pelat
dan kelilingnya. Hanya harus diperhitungkan adanya angka koreksi ( α ) yang
besarnya tergantung dari drawing ratio.
Fz = U . t . σB. α (2.11)
Di mana,
FZ = Gaya drawing (N)
U = Keliling benda kerja atau shell (mm)
t = Tebal pelat atau material (mm)
σ = Tegangan tarik material (N/mm2)
α = Angka koreksi
Untuk shell silindris (round shell) maka rumus di atas dapat
disederhanakan menjadi :
Fz = π. d . t .σB. α (2.12)
Di mana,
Fz = Gaya drawing (N)
d = diameter shell (mm)
t = Tebal pelat/ material (mm)
σB = Tegangan tarik material (N/mm)
α = angka koreksi
Untuk angka koreksi (α) diperoleh dari gambar 2.20 di atas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
2.6.2 Kerja drawing ( W )
Kemampuan kerja dari mesin press untuk membuat suatu bentukan shell
tertentu pada proses deep drawing, tentu akan diambilkan dari daya atau
tenaga yang dipunyai oleh mesin press. Oleh karena itu kemampuan kerja
dari mesin itu harus lebih besar daripada kerja dari proses deep drawing yang
ada (terhitung). Mesin press dengan gaya yang sama bisa jadi mempunyai
kapasitas kerja yang berlainan. Berarti gaya drawing (drawing force) saja
bukanlah merupakan satu-satunya faktor penentu untuk memilih besarnya
kapasitas mesin yang akan digunakan.
Kerja yang dilakukan untuk suatu proses deep drawing dapat dihitung
dengan rumus (sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta):
Wd = XA .FZ .h (2.13)
Ws = [ (XA . FZ) + FB ] . h (2.14)
Di mana,
Wd = kerja drawing dengan mesin double action (Nm)
Ws = kerja drawing dengan mesin single action (Nm)
XA = angka koreksi untuk kerja drawing, besarnya tergantung dari drawing
ratio m atau β
FZ = gaya drawing (N)
FB = gaya pengendali blank (N)
h = tinggi shell (m)
Untuk shell dengan radius di bagian dasar, maka h diganti dengan hZ
yang harganya lebih kecil, terutama jika radiusnya cukup besar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
a) Gambar 2.22. Pengaruh radius bagian alas pada kerja ( W )
Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta
hZ = h1 + 0,5 rSt
rSt = radius punch
hZ = h – 1/3 hW
hW = tinggi tonjolan shell
2.6.3 Gaya blanking
Untuk menentukan gaya blanking ini dapat diketahui dengan
menggunakan rumus (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta):
FB = U .t .τ. (2.15)
Di mana,
FB = Gaya blanking (N)
U = Keliling pemotongan (mm)
t = Tebal plat atau material (mm)
τ = Tegangan geser material (N/mm2)
2.6.4 Gaya pierching
Untuk menentukan gaya pierching ini dapat diketahui dengan
menggunakan rumus (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta) :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
FP = U .t .τ (2.16)
Di mana,
FP = Gaya Pierching (N)
U = Keliling Pemotongan (mm)
t = Tebal Pelat atau material (mm)
τ = Tegangan Geser Material (N/mm2)
2.6.5 Gaya pegas stripper
Untuk menghitung kekuatan pegas stripper dapat menggunakan rumus
sebagai berikut (sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta) :
(2.17)
Di mana,
Fspr = Gaya yang diperoleh pegas (N)
G = Modulus puntir (N/mm2)
d = Diameter kawat pegas (mm)
Dm = Diameter pitch pegas (mm)
f = Panjang penekanan pegas (mm)
if = Jumlah lilitan efektif
,
L0 = panjang pegas dalam keadaan tanpa beban
p = pitch pegas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
2.6.6 Gaya buckling
Batang punch yang ramping atau berdiameter kecil cenderung untuk
melengkung dan akibatnya akan timbul momen. Gejala seperti ini disebut
buckling. Besar gaya buckling menurut rumus euler sebagai berikut :
(2.18)
Di mana,
Fk = Gaya Buckling (N)
E = Modulus Elastisitas (N/mm²)
I = Momen Inersia (mm4)
s = Panjang Punch (mm)
Gaya buckling dapat juga dicari berdasarkan kerampingannya, yaitu :
λ ≥λ0 Digunakan untuk rumus euler
λ<λo Digunakan untuk rumus tetmejer
λ =
i = A
I
(2.19)
Dimana,
S = Panjang Batang (mm)
A = Luas penampang (mm²)
i = jari- jari girasi
λ = kerampingan
I = Momen Inersia (mm4)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Apabila menggunakan rumus tetmejer maka rumusnya adalah sebagai berikut:
Tabel 2.3. Harga Elastisitas pada rumus Tetmejer
Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta
Bahan E( N /mm²) λ0 Rumus tetmejer
ST 37 215.000 105 δB = 310 – 1,14 λ
ST 50 dan ST 60 215.000 89 δB = 335 – 0,6 λ
Besi tuang 100.000 80 δB = 776 - 12λ +
0,053λ
2.6.7 Perhitungan titik berat gaya
Rumus yang digunakan adalah (sumber : Punching Tool 2, ATMI
Surakarta) :
F
xiFX
.
(2.20)
F
yiFY
.
(2.21)
Di mana,
X = Titik berat terhadap sumbu x
Y = Titik berat terhadap sumbu y
xi = Titik berat ke-i terhadap sumbu x
yi = Titik berat ke-i terhadap sumbu y
ΣF = Gaya proses pada satu bidang (N)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
2.6.8 Ukuran punch dan dies
Di dalam menentukan ukuran punch maupun dies dari suatu proses
pengerjaan potong, harus diketahui terlebih dahulu apakah termasuk
pemotongan pierching atau blanking. Karena keduanya memiliki
kekhususannya sendiri-sendiri. Ukuran punch dan diesnya disimbolkan dengan
d1 dan d2 untuk proses pierching, serta D1 dan D2 untuk proses blanking.
Sedangkan untuk besaran springbacknya kita tulis dengan f. Spring back
merupakan kecenderungan material kembali ke posisi semula seperti sebelum
mendapatkan suatu gaya. Besarnya spring back berbeda-beda, tergantung jenis
material dan tebalnya.
Untuk proses pierching, ukuran punch akan dipakai sebagai patokan dan
ukuran diesnya menyesuaikan. Setelah pierching punch lepas dari jepitan
material, maka diameter atau ukuran lubang yang terjadi akan menyusut atau
bertambah kecil dibanding ukuran punchnya. Maka ukuran punch tersebut perlu
ditambah dengan besarnya spring back dari materialnya, supaya ukuran
lubangnya akan menjadi seperti ukuran yang diharapkan.
Sedangkan untuk proses blanking, sebaliknya ukuran dies dipakai sebagai
patokan dan ukuran punchnya menyesuaikan. Produk yang keluar dari dalam
dies dan terlepas dari jepitannya akan menjadi lebih besar dibanding dengan
ukuran lubang diesnya, juga karena adanya spring back tadi. Untuk menjadikan
ukuran produk sama dengan yang diharapkan, maka ukuran diesnya dibuat
lebih kecil dari pada ukuran benda kerja.
Jadi bisa dirumuskan sebagai berikut (sumber : Punching Tool 1, ATMI
Surakarta) :
a. Pierching
Punch : d1 = d + f (2.22)
Dies : d2 = d + f + 2s (2.23)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
b. Blanking
Punch : D1 = D – f – 2s (2.24)
Die : D2 = D – f (2.25)
Di sini harga 2s adalah besarnya double clearance atau allowance dari
kedua pasangan punch dan dies tersebut, karena selalu berlaku rumus d2 – d1 =
2s atau D2 – D1 = 2s yang juga disebut dengan menyesuaikan.
Berikut ini tabel besarnya spring back dan clearance yang sering
dipergunakan,
Tabel 2.4. Besarnya spring back dan clearance
Sumber punching tool 1, ATMI Surakarta
a. Panjang punch maksimum
Dalam mencari panjang punch maksimum dipakai punch yang memiliki
diameter terkecil atau yang paling kritis.(sumber : Rancang Bangun Perkakas
Tekan Pembuat Gasket Cylinder Head Untuk Sepeda Motor Yamaha
F1ZR,Taufik Rahman dan Papi Pahroji, Politeknik Negeri Bandung : 2007)
(2.26)
Di mana,
Lmax = Panjang Punch maksimum (mm)
E = Modulus Elastisitas (N/mm2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
I = Momen Inersia bahan (mm4)
τg = Tegangan Geser (N/mm2)
S = Tebal material (mm)
K = Keliling Pemotongan (mm)
b. Tebal dies
Rumus Empiris mencari tebal plat untuk mencari tebal dies berdasarkan
gaya total yang di butuhkan untuk perencanaan press tool adalah :
(2.27)
Di mana,
H = Tebal dies (mm)
g = Gravitasi bumi (9,81 m/det2)
Ftot = Gaya total (N)
c. Clearance punch dan dies
Setiap operasi pemotongan yang dilakukan punch dan dies selalu ada
nilai kelonggaran (clearance) yang diambil.
Untuk tebal pelat (s) ≤ 3 mm,
(2.28)
Di mana,
Us = Kelonggaran tiap sisi (mm)
C = Faktor kerja (0,005 ÷ 0,025)
S = Tebal pelat (mm)
τt = Tegangan geser bahan (N/mm2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
BAB III
PERENCANAAN DAN PERANCANGAN
3.1 Perencanaan Pembuatan Perkakas Punching Tool
Untuk merencanakan sebuah perkakas punching tool, kita harus
mengetahui dan memperhatikan beberapa ketentuan, diantaranya :
a. Produk yang dikehendaki.
Untuk mengetahui produk yang akan dibuat bisa berupa contoh produk
yang sudah jadi maupun rancangan produk dalam gambar atau sketsa. Hal ini
dilakukan untuk melihat garis besar atas dies yang akan dibuat dengan
mempertimbangkan ukuran yang ada secara umum.
b. Jumlah produk yang dikerjakan.
Dalam punch perlu untuk mengetahui berapa banyak produk yang
akandikerjakan. Hal ini berpengaruh terhadap pemilihan perkakas punchyang
akan dipakai dan kualitas perkakas punchingtool yang akan dipilih, yang
nantinya mempengaruhi umur pakai perkakas punch (terutama pada bagian
dies).
c. Jenis material produksi.
Jenis material yang digunakan sebagai material produk nantinya juga
akan mempengaruhi jenis material perkakas punchyang akan digunakan
terutama punch dan dies. Jenis material ini termasuk juga tebal plat material
produk. Jenis material juga digunakan untuk menghitung clearance antara
punchdan dies untuk menghasilkan pemotongan yang baik.
d. Tipe atau kapasitas mesin press yang akan digunakan.
Mesin punching tool yang digunakan memiliki kapasitas 5 ton.Maka
material yang digunakan harus menyesuaikan dengan kapasitas mesin yang
ada. Hal ini dimaksudkan agar benda yang akan dibuat mampu dikerjakan
oleh mesin puncing tool.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Keempat ketentuan tersebut di atas merupakan dasar untuk merencanakan
sebuah perkakas punching tool, sehingga kita dapat menentukan lebih lanjut
bagaimana perkakas itu nantinya akan dibuat.
Di samping keempat faktor tersebut di atas, sangat perlu diperhatikan tiga
hal berikut ini :
1. Murah : tidak terlalu banyak komponen yang diperlukan.
2. Kuat :secara menyeluruh, dies harus kuat atau kokoh, demikian juga
masing - masing komponennya.
3. Praktis :jika suatu saat diperlukan perawatan maupun perbaikan,
misalnya pengasahan terhadap punch, dies atau komponen yang
lain, tidak perlu banyak membongkar komponen yang lain.
Selain faktor-faktor yang telah disebutkan di atas, hal yang perlu
diperhatikan dalam perencanaan sebuah press tool adalah menentukan langkah-
langkah perencanaan pembuatan, hal ini dimaksud agar dalam mengerjakan
komponen-komponennya bisa secara terpadu, sehingga dalam merakitnya
kemudian tidak banyak mengalami kesulitan. Langkah-langkah yang dimaksud
adalah :
1. Membuat lay-out scrap strip (jika dibutuhkan)
2. Memilih jenis die
3. Konstruksi punch, punch plate
4. Pemilihan jenis stripper plate
5. Penggunaan pilot, dowel pin, fastener
6. Konstruksi die, bottom shoe
7. Menggambar rancangan
3.2 Langkah-Langkah Pembuatan Perkakas Press Tool
Secara garis besar, langkah-langkah perencanaan pembuatanperkakas
press tool ini dinyatakan dalam suatu bentuk diagram alir sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Pembuatan dan Perakitan
Pembuatan dan
perakitan
sesuai ?
Mengetahui kapasitas mesin
yang akan dipakai
Menentukan produk yang akan dibuat dengan mesin tersebut
(material, dimensi, dan tebal plat yang digunakan)
Menentukan jenis kerja yang akan dilakukan
untuk memproduksi produk (Deep drawing,
Pierching, dan Trimming)
Menghitung gaya-gaya yang
bekerja pada perkakas press tool
Menentukan jenis
press tool yang
akan dibuat
Berdasarkan kapasitas
mesin dan perhitungan
gaya
Menghitung dimensi
punch dan dies
Membuat gambar rancangan
punch dan dies
Pengujian dan hasil yang diperoleh
Penarikan Kesimpulan
Gambar 3.1. Diagram Alir Pembuatan Perkakas Press Tool
Mulai
Selesai
Tidak
Ya
Tidak Ya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
3.3 Perancangan Dan Pembuatan Perkakas Press Tool
3.3.1 Pemilihan produk material benda kerja (avor washtafel)
Alasan pemilihan produk (avor washtafel) dikarenakan pertimbangan
beberapa hal berikut ini :
a. Dari kapasitas mesin press atau punch yang ada di laboratorium proses
produksi, kapasitas mesin 5 ton dan kapasitas tersebut tidak
memungkinkan untuk pembuatan produk yang rumit, maka dari itu
dipilih produk avor washtafel karena bentuknya yang sederhana.
b. Untuk produk yang akan diproduksi yaitu avor washtafel, produk ini
merupakan penyaring pada saluran washtafel yang biasa terdapat
padabak mandi ataupun tempat cuci piring. Pemilihan produk ini
didasarkan pada pembebanan mesin yang ada, pengaruh ketebalan
terhadap produk, dan bahan produk.
c. Pada produk aslinya avor washtafelterbuat dari plat stainless steel. Tetapi
karena gaya pembebanan pada pembuatan produk ini sangat besar, maka
bahan dan ketebalan pelat yang digunakan dapat disesuaikan dengan
kapasitas mesin punch yang ada.
Gambar produk :
Gambar. 3.1. Avor Wasrafel tampak atas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Gambar 3.2. Avor Wastafel tampak samping
3.3.2 Data geometri avor washtafel
Berdasarkan data-data yang diperoleh dari kondisi pasar dan membawanya
kedalam permodelan numeric, maka data geometri dari avor washtafel dapat
dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 3.3. Avor Wastafel yang akan diproduksi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
3.3.3 Pemilihan material produk benda kerja (avor washtafel)
Berdasarkan pertimbangan kondisi dan kapasitas mesin yang ada, serta
memperhatikan kesamaan kualitas dari produk aslinya maka dipilihlah plat
galvalum sebagai material produk benda kerja yang akan digunakan.
Karena ketebalan profil baja ringan sangat tipis (yang beredar di
Indonesia berkisar 0,5 sampai 1 mm), bahan baja yang harus dipakai adalah
baja mutu tinggi atau biasa disebut High Tension Steel, umumnya (standar)
G550, artinya Yield Strength maupun Tension Strength dari baja tersebut
minimal 550 MPa. (“minimal” tidak sama dengan “rata-rata” dengan kata lain
sewaktu diuji tarik di laboratorium, tension strength-nya tidak boleh kurang
dari 550 MPa).
Di Indonesia, lapisan anti karat yang umumnya dipakai adalah lapisan Z
(Zinc) yang sering disebut Galvanis (Galvalum) atau lapisan AZ (Aluminum
dan Zinc).Masing-masing lapisan punya kelebihan maupun kekurangan
sendiri.Banyak orang salah mengerti bahwa bahan Aluminum Zinc lebih baik
daripada Zinc (Galvanis), padahal yang menentukan adalah ketebalan lapisan
yang dipakai, bukan jenisnya.Untuk mencapai taraf ketahanan yang relatif
setara, ketebalan lapisan Zinc yang dipakai harus lebih tebal daripada
Aluminum Zinc.
Beberapa keunggulan dari pelat galvalum (galvanis), di antaranya
(sumber :www.google.com//suksesmandiriteknik.blog.plasa.com):
1. Tahan terhadap korosi
Komposisi terbaik Zinc dan aluminiumnya mampu memiliki kekuatan
empat kali lebih baik dari baja pada kondisi yang sama.
2. Lebih ekonomis
Pelat galvalum sangat ringan,memberikan kekuatan yang kokoh dengan
komposisi 55% Aluminium, 43,5% Zinc, dan 1.5% Silikon sebagai
pencegah karat dan korosi.
3. Mudah dibentuk
Mudah dibentuk sehingga memberikan banyak kemudahan dalam
mendesain aplikasi produk.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
4. Penampilan atraktif profil
Permukaan pelat galvalum memberikan penampilan dan kekuatan yang
berbeda dan mempunyai standart hi-ten G550 termasuk pada baja keras.
5. Lapisan resin
Pelat galvalum memiliki lapisan silikon yang terletak dibagian luar dari
galvalum dan berfungsi sebagai proteksi base material (material dasar)
apabila adanya pemotongan material. Ini membuat bekas pemotongan
pada pelat galvalum tidak mudah berkarat.
6. Tahan terhadap suhu lingkungan
Hasil proses pada suhu permukaan yang mencapai 600°F membuat plat
galvalum mampu bertahan terhadap cuaca suhu tinggi tanpa takut akan
terjadinya pemudaran warna.
7. Kemampuan memantulkan panas
Plat galvalum memiliki kemampuan tinggi untuk memantulkan panas dan
cahaya sehingga ada penurunan panas yang signifikan di dalam ruang
bangunan maupun gudang jika dibandingkan dengan produk lain.
Spesifikasi plat galvalum yang dipakai (G550) adalah (sumber
:www.google.com//suksesmandiriteknik.blog.plasa.com):
a. Tegangan maksimum : 550 MPa
b. Modulus geser : 50.000 MPa
c. Modulus elastisitas : 20.000 MPa
3.3.4 Peralatan yang digunakan dalam proses pengujian
Peralatan yang digunakan dalam proses pengujian berupa
mesinpunchyang memiliki spesifikasi sebagai berikut (sumber :
spesifikasi mesin punch):
Gaya tekan max : 5 Ton
Panjang langkah pembentukan : ± 20 mm
Jarak maks antara meja dan ram : 170 mm (TMB), 190 mm (TMA)
Tegangan yang digunakan : 220 Volt
Ukuran meja : 400 x 200 mm
Ukuran lubang bram : 250 x 150 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
3.3.5 Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan (pengerjaan)
Dalam proses pembuatan press tool ini,harus diketahui kapasitas
dan kondisi mesin yang akan digunakan. Adapun mesin yang digunakan
dalam pembuatan (pengerjaan) komponen-komponen press tool adalah
sebagai berikut :
1. Mesin bubut
Mesin bubut digunakan untuk membentuk profil dari komponen-
komponen punch dan dies.
2. Mesin bor
Mesin bor digunakan untuk memperbesar lubang baut(conterbor)
sebagai dudukan kepada baut.
3. Mesin gergaji
Mesin gergaji digunakan untuk memotong batang poros atau
komponen lainnya yang tidak bisa dipotong menggunakangerinda
pemotong.
4. Gerinda tangan
Gerinda tangan digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja
hasil proses penyambungan las.
5. Las busur listrik
Las busur listrik digunakan untuk menyambung (menghubungkan)
sue(bottom plate) dengan tangkai pemegang atau pengunci, bushing
stipper dengan stipper plate, dan mengunci posisipunch pierching.
6. Las asetelin
Las asetelin digunakan untuk memanaskan (heat treatment)
komponen-komponen punch dan dies yang akan diproses quenching oil.
3.3.6 Bahan pembuat press tool
Bahan-bahan yang digunakan dan diperlukan dalam pembuatan dan
pengerjaan komponen-komponen press tooladalah sebagai berikut :
1. Baja St 60 sebagai penekan (top plate) dan sebagai dudukan
bagipunch (bottom plate).
2. Baja amutit sebagai bahan pembuat punch dan dies.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Sedangkan untuk punch pierchingdigunakan ;
a. B-SPB 8,5-60-T5-H11, sebanyak 3 buah
b. B-SPB 6-60-T5-H9, sebanyak 1 buah
3. Baja St 37 sebagai bahan pembuat shank.
4. Pegas tekan (stipper).
5. Baut dan fastener..
3.4 Proses Perhitungan Gaya-Gaya Yang Berpengaruh Pada Proses
Pengerjaan
Gaya-gaya yang berpengaruh pada pembuatan produk maupun
prosespengerjaan, antara lain :
1. Gaya pembentukan : gaya deep drawingdan gaya pengendali
blank.
2. Gaya potong : gaya trimming dan gaya pierching.
3.4.1 Perhitungan gaya pembentukan
a. Gaya deep drawing (FZ)
Fz = U . t . σB . α
Diketahui : σgalvalum = 550 N/mm2
= 56,065 kg/mm2
= 56 kg/mm2
Mencari diameter blank (D) shell silindris untuk menentukan angka
koreksi (α ), maka (sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta) :
Di mana, D = diameter awal sebelum drawing (mm)
d1 = diameter sisi bawah drawing (mm)
dx = diameter tengah drawing (mm)
d2 = diameter sisi atas drawing (mm)
d3 = diameter setelah drawing (mm)
a=sisi miring produk (mm)
D = d12 + 4.dx.a + (d3
2-d2
2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Mencari diameter tengah drawing (dx) ;
dx=
dx=
= 38, 35 mm
Mencari sisi miring produk (a) ;
= 12,3 mm
Sehingga besarnya diameter blank (D) untuk shell silindris, yaitu :
D=35,72 mm
2+ 4.38,35 mm . 12,3 mm + (61,7
2-41
2)
= 1274,49 mm2 + 1886,82 mm
2 + 2125,89 mm
2
= 5287,2 mm2
=72,71 mm
= 73 mm
Mencari drawing ratio (m) ;
Di mana, D = diameter awal sebelum drawing (mm)
dx = diameter tengahdrawing (mm)
m=deep drawing ratio
m =𝒅𝒙
𝑫 =
38,35mm
73mm = 0,525
a= 41 mm – 35,7 mm
2 12
2 +
2
41 mm + 35,7 mm
2
dx
D m =
d2 + d1
2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Dari nilai m yang diperoleh, maka dapat ditentukan nilai α
berdasarkan grafik hubungan antara m(drawing ratio), β, dan α.
Dalam grafik dibawah ini nilai m = 0,525tidak ada, maka dipakai
nilai m = 0,5sehingga diperolehα = 1
Grafik hubungan antara m(drawing ratio), β, dan α
Sumber : Punching Tool 2, ATMI Surakarta
Maka,FZ = U . t . σB . α
= π . dx .t .σB . α
= 3,14 . 38,35 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2
= 3371,732 kg
b. Gaya pengendali blankataublank holding force(FB) (sumber :
punching tool 2, ATMI Surakarta)
Di mana, FB = Gaya Pengendali Blank (kg)
A = luasan drawing (mm2)
p = tekanan bidang (kg/mm2)
D =diameter awal sebelum drawing (mm)
dx =Diameter Tengah Drawing (mm)
FB = A . p = π/4 .(D2 – dx
2) . p
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Mencari harga p;
Di mana,d= diameter setelah deep drawing (mm)
β = 1/m =kebalikan deep drawing ratio
t = tebal plat/ material (mm)
σ= tegangan tarik material (kg/mm2)
β = 1/m
= 1/0,525
= 1,9
d = D/β
= 73 mm/1,9
= 38,42 mm
sehingga,
p = 0,0025 . 1,1942 . 56 kg/mm2
p = 0,167 kg/mm2
Maka, FB = A . p
= π/4 . (D2 – dx
2) .p
= π/4 . (732 – 38,35
2) mm
2 . 0,167 kg/mm
2
= 505,8 kg
c. Mencari total gaya pembentukan
Jadi, FDD = Ftotal
= FZ + FB
= 3371,732 kg + 505,8 kg
= 3877,532 kg
= 3,877532 ton
= 3,9 ton
Kesimpulan :mampu dikerjakan mesin
FDD = FZ + FB
p = 0,0025 . . σgalvalum steel (β – 1)2 +
0,5 . d
100 . t
p =0,0025 . . 56kg/mm2 (1,9 – 1)
2 +
0,5 . 38,42 mm
100 . 0,5 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
d. Kerja drawing (mesin single action) (sumber : punching tool 2,
ATMI Surakarta)
Di mana, XA = 0,8 (berdasarkan nilai m = 0.525)
Maka,WS= [ (0,8 . 3371,732 kg) + 505,8 kg ] . 12 mm
= 38438,23 kg.mm
= 38,438 ton.mm
3.4.2 Perhitungan gaya potong
1. Gaya blanking
Di mana, FT =Gaya blanking (kg)
U = Keliling pemotongan (mm)
t = Tebal plat (mm)
τ = Tegangan geser material (kg/mm2)
Diketahui : τ galvalum = 550 N/mm2
= 56,065 kg/mm
2
= 56 kg/mm
2
U = π . Dluar
= 3,14 . 61,7 mm
= 193,738 mm
t = 0,5 mm
Maka, FT = U . t . τ
= 193,738 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2
= 5424,664 kg
= 5,424 ton
Kesimpulan : tidak mampu dikerjakan mesin (kapasitas
mesin 5 ton)
FT = U . t . τ
WS = [ (XA . FZ) + FB ] . h
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
2. Gaya pierching
Di mana, FP = Gaya pierching (kg)
U = Keliling pemotongan (mm)
T = tebal plat (mm)
τ = tegangan geser material (kg/mm2)
Diketahui : τ galvalum = 550 N/mm2
= 56,065 kg/mm
2
= 56 kg/mm
2
U = π .[(3.DP1) + DP2]
= 3,14 . [(3 .8,5 mm) + 6 mm]
= 98,91 mm
Untuk t = 0,5 mm
Maka,FP= U . t . τ
= 98,91 mm . 0,5 mm . 56 kg/mm2
= 2769,48 kg
= 2,769ton
Kesimpulan :mampu dikerjakanmesin
Dari perhitungan gaya-gaya diatas dapat diketahui bahwa
besarnya gayamesin yang dihasilkan pada pengerjaan deep drawing
dan pierching dengan ketebalan pelat 0,5 mm tidak melebihi kapasitas
maksimum mesin yang disediakan, yaitu 5 ton. Sedangkan pada
proses trimming (blanking), besarnya gaya (tonase) mesin yang
dihasilkan pada pengerjaan dengan ketebalan pelat 0,5 mm sedikit
melebihi kapasitas (tonase) maksimum mesin yang disediakan. Tetapi
secara aktual, proses trimming masih dapat dilakukan pada mesin
punch yang disediakan karena gaya(tonase) mesin masih berkisar 5
ton. Selain itu, jenis perkakas press tool(punch dan die) yang dapat
dipakai pada mesin dengan kapasitas 5 ton adalah jenis simple press
FP = U . t . τ
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
tool yang kerjanya dilakukan secara terpisah antara proses drawing,
blanking, maupun pierching.
3.4.3 Perhitungan gaya pegas stipper(sumber : punching tool 1, ATMI
Surakarta)
𝐅𝐬𝐩𝐫 = 𝐆 . 𝐝𝟒 . 𝐟
𝟖 . 𝐃𝐦𝟑 . 𝐢𝐟
Diketahui data pegas stipper yang digunakan sebagai berikut :
L0 : Panjang pegas dalam keadaan tanpa beban = 75mm
L1 : Panjang pegas dalam keadaan beban tekan = 34,5 mm
p : Jarak pitch pegas = 5,5 mm
d : Diameter kawat pegas = 2 mm
Dm : Diameter pitch pegas = 15 mm
G : Modulus Puntir untuk steel DIN 17221 = 80.000N/mm2
(sumber : punching tool 1, ATMI Surakarta)
Mencari panjang penekanan pegas (f) ;
f = L0 - L1
= 75 mm – 34,5 mm
= 40,5 mm
Mencari jumlah lilitan efektif (if) ;
𝑖𝑓 = 𝐿0
𝑝
= 75 mm
5,5 mm
= 13,64
= 14 lilitan
Maka,
Fspr = G . d4 . f
8 . Dm3 . if
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Fspr = 80.000 N
mm2 . 2 mm 4 . 40,5 mm
8 . 15 mm 3 . 14
Fspr = 51.840.000 N
mm3
378.000 mm3
Fspr = 137,143 N
Fa = 2,5% dari F pembentukan (Fz)
= 2,5% x 3877,532 kg x 9,81 m/s2
= 950,96 N
Karena Fa = 950,96 N, maka pegas di dalam proses deep drawing
seperti perhitungan di atas dapat digunakan dalam jumlah 6 buah.
3.4.4 Perhitungan punchterhadap gaya buckling
Pemeriksaan buckling dilakukan terhadap punch yang kritis yaitu
punch yang berdiameter kecil dan panjang (punch pierching 6mm), untuk
menentukan suatu batang yang menerima beban tekan apabila terjadi tekuk
(buckling) dapat ditentukan dengan rumus euler.
Di mana,
E = modulus elastisitas bahanpunch (N/mm2)(tabel 2.3)
I = momen inersia (mm4)
S= panjang mata punch (mm)
I = π/4 . r4
= π/4 . (3mm)4
= 63,585 mm4
FK= 3,14
2 .210000 N/mm2 .63,585 mm
4
(55mm)2
FK = π
2 .E . I
S2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
=
= 44558,14 N
= 4542,11 kg
FP = U . t . τ
= 3,14 . 6mm .0,5 mm . 56 kg/mm2
= 527,25 kg
Karena gaya potong yang terjadi pada proses pierching dengan diameter paling
kecil adalah sebesar 527,52 kg <FK (4542,11 kg) maka punch aman terhadap
buckling.
3.4.5 Perhitungan dimensi punch dan dies
1. Clearance
Clearance adalah jarak antara dua gaya yang berlawanan yang
ditimbulkan oleh sisi-sisi tajam dari punch dan die.
Gambar 3.4. Clearance
Sumber : Punching Tool 1, ATMI Surakarta
Rumus clearance deep drawing:
𝛅 = 𝐭 + 𝟎, 𝟎𝟐 . 𝟏𝟎𝐭
Di mana, δ = Clearance (mm)
t = tebal plat (mm)
Maka besarnya clearance pada proses deep drawing, yaitu :
134788373,2 N.mm2
3025 mm2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
δ = t + 0,02 . 10 t
= 0,5 mm + 0,02 . 10 .0,5 mm
= 0,545 mm
= 0,55 mm
Rumus Clearance blankingdan pierching:
𝛅 = 𝐂 . 𝐒 . 𝛕𝐭
Di mana, δ = Clearance (mm)
C = faktor kerja (0,035 – 0,005)
Yang biasa digunakan 0,01
S = tebal plat (mm)
τ = tegangan geser (kg/mm2)
Maka besarnya clearance pada proses blankingdan pierching,
yaitu :
δ = C . S . 𝜏
= 0,01 . 0,5 mm . 56 𝑘𝑔/𝑚𝑚2
= 0,037 mm (toleransi maksimal 0.05)
2. Spring back
Merupakan kecenderungan suatu material untuk kembali ke posisi
semula seperti sebelum mendapat atau dikenai suatu gaya.
Besarnya spring back berbeda-beda, tergantung jenis material dan
tebal material tersebut.
Besarnya spring back (f) untuk plat dengan ketebalan 0,5 mm
adalah f = 0,02 mm(tabel 2.4).
3. Dimensi punch dandie
a. Deep drawing
Punch : Dn = dn – 2𝜹
Die : Dn’ = dn
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Deep drawing punch :
D1 = d1 – 2𝛿
= 35,7 mm – 2 . 0,55 mm
= 34,6 mm
Dx = dx – 2𝛿
= 38,35 mm – 2 . 0,55 mm
= 37,25 mm
D2 = d2 – 2𝛿
= 41 mm – 2 . 0,55 mm
= 39,9 mm
a = 12,3 mm
Deep drawing die :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
D1’ = d1 Dx’ = dx
= 35,7 mm = 38,35 mm
D2’ = d2 a= 12,3 mm
= 41 mm
Radius ring(die) : rR = 0,05.[ 50 + (D – d1) ] . 𝑡
= 0,05.[50 + (73 – 35,7)]. 0,3
= 2,17 mm
= 2,2 mm
Radiuspunch : harus lebih besar dari radius die
rP = 6 . t
= 6 . 0,5 mm
= 3 mm
b. Trimming
Punch : D1 = D - f – 2s
Die : D2 = D – f
Trimming (D = 61,7 mm)
Trimmingpunch : D1= D – f – 2s
= 61,7mm–0,0253mm–2.0,037mm
= 61,6007 mm (tabel 2.4)
Trimming Die : D2 = D – f
= 61,7 mm – 0,0253 mm
= 61,6747 mm
c. Pierching
Punch : d1 = d + f
Die : d2 = d + f + 2s
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Pierching(d = 8,5 mm)
Pierching Punch : d1 = d + f
= 8,5 mm + 0,0253 mm
= 8,5253 mm
Pierching Die : d2 = d + f + 2s
= 8,5 mm+0,0253 mm+2 . 0,037mm
= 8,5993 mm
Pierching(d = 6 mm)
Pierching Punch : d1 = d + f
= 6 mm + 0,0253 mm
= 6,0253 mm
Pierching Die : d2 = d + f + 2s
= 6 mm + 0,0253 mm+2 . 0,037 mm
= 6,0993 mm
4. Perhitungan tebal diesminimum
𝐇 = 𝐅𝐭𝐨𝐭
𝐠
𝟑
Di mana, H = tebal dies minimum (mm)
Ftot = gaya total (N)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Diketahui : Ftot = 5000 kg
= 49050 N
Maka, H = 49.050 N
9,81 ms2
3
= 17, 0998 mm
= 17 mm
Jadi, tebal die minimum untuk drawing, trimming,danpierching
adalah ≥ 17 mm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
5. Panjangpunchmaks (L)
𝐋𝐌𝐚𝐤𝐬 = 𝛑𝟐 . 𝐄 . 𝐈
𝛕𝐠 . 𝐒 . 𝐊
Di mana, Lmax = Panjang Punch maksimum (mm)
E = Modulus Elastisitas (N/mm2)
I = Momen Inersia bahan (mm4)
τg = Tegangan Geser (N/mm2)
S = Tebal material (mm)
K = Keliling Pemotongan (mm)
I = π/4 . r4
= π/4 . (3mm)4
= 63,585 mm4(r adalah jari-jari punch yang terkecil karena
yang paling riskan atau gampang rusak)
a. Deep drawing
Kdrawing = π .dX
= 3,14 . 38,35 mm
= 120,419 mm
Maka,
Lmaks drawing=
= √ 11641,48 mm2
= 107,89 mm
= 108mm( panjang punch maks. yang
diperbolehkan)
b. Trimming
Ktrimming = π . D
= 3,14 . 61,7 mm
π2
. 210000 N/mm2 . 63,585 mm
4
192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 120,491 mm
mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
= 193,738 mm
Maka,
Lmaks trimming=
= √ 7235,829602 mm2
= 85,064 mm
= 85,1mm( panjang punch maks. yang
diperbolehkan)
c. Pierching
Kpierching = π .d1 + 3.π . d2
= 3,14 . 8,5 mm + 3 . 3,14 . 6 mm
= 18,84 mm + 80,07 mm
= 98,91 mm
Maka,
Lmaks pierching=
= √ 14173,04 mm2
= 119,05 mm
=119mm( panjang punch maks. yang
diperbolehkan)
3.5 Proses Pembuatan Bagian-Bagian Press Tool
Bila proses perancangan dan perhitungan telah selesai danpenetapan
fungsi dari setiap komponen telah ditetapkan maka prosespembuatan dapat
dimulai, dalam proses pembuatan akandijelaskan tentang proses pembuatan dari
komponen press tool yang dikerjakan dengan proses permesinan dan kerja
bangku.
3.5.1 Persiapan proses pembuatan (produksi)
Persiapan merupakan bagian penting untuk mewujudkan sebuah
rancangan menjadi sebuah alat (produk) yang bisa digunakan. Dengan
melakukan sebuah persiapan diharapkan operator benar-benar
memahami apa yang akan dikerjakannya sehingga dapat dihasilkan
π2
. 215000 N/mm2 . 63,585 mm
4
192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 193,738 mm
mm
π2
. 215000 N/mm2 . 63,585 mm
4
192,3 N/mm2 . 0,5 mm . 98,91 mm
mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
komponen-komponen yang baik sesuai dengan ukuran dan fungsi
masing-masing. Kesesuaian ukuran sangat berpengaruh pada alat yang
akan dibuat sehingga alat tersebut nantinya dapat digunakan secara
tepat. Hal-hal yang perlu dipehatikan sebelum melakukan proses
pembuatan (produksi) antara lain adalah pembacaan gambar kerja,
urutan pengerjaan, ukuran, dan toleransi. Perencanaan pembuatan ini
dibuat dengan memperhatikan efisiensi waktu, kemudahan proses
pengerjaan dan faktor perakitan.
Adapun langkah-langkah yang harus dipersiapkan sebelum
melaksanakan proses pembuatan (produksi), antara lain :
a. Memahami rancangan gambar bagian yang akan dibuat.
b. Menentukan alternatif pengerjaan dengan memperhitungkan cara
yang paling efektif dan efisien.
c. Membersihkan mesin atau alat yang akan digunakan dari debu dan
kotoran untuk memastikan mesin dan operator aman dari
lingkungan sekitar.
d. Mengecek kesiapan mesin antara lain mengecek baut-bautnya dan
pelumasan pada bagian yang perlu dilumasi agar kerja mesin dapat
maksimal.
e. Menyiapkan alat bantu, bahan dan alat pelindung diri yang akan
digunakan.
f. Menjalankan mesin dengan hati-hati dan sesuai prosedur.
g. Mematikan mesin setelah selesai digunakan dan dibersihkan.
h. Memastikan mesin benar-benar aman sebelum ditinggalkan.
3.5.2 Proses pembuatan komponen deep drawing
a. Shank (holder) dan punch drawing
Bahan : Amutit.
Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji
potong.
Alat yang digunakan : Jangka sorong,penggores.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Gambar 3.5.Punch Drawing
Langkah dalam pembuatan holder punch :
1. Menyiapkanalatdanbahan yang akandigunakan.
2. Mengukur baja sesuai ukuran yang telah ditentukan dan dinandai
dengan penggores.
3. Memotong bahan dengan menggunakan mesin gergaji.
4. Membuatpunchdenganmesin turning sesuaigambar.
b. Top plate (pelat atas)
Bahan : Amutit
Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji
potong, mesin bor
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
Alat yang digunakan :Pahat iso 6 dan iso 9, nc drill, drill
Ø6 mm, Ø10 mm, Ø16 mm, Ø20
mm,jangka sorong, penggores
Gambar 3.6. Top Plate
Langkah dalam pembuatan top plate :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja dengan menggunakan jangka sorong
dan dinandai dengan penggores sesuai dengan gambarkerja
yang telah ditentukan.
3. Memotong bahan dengan ukuran panjang+ 30 mm pada Ø
145 mm menggunakan mesin gergaji potong.
4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut dan
memfacing bagian muka hingga rata.
5. Membubut benda kerja sesuai dengan gambar kerja dan
ukuran yang telah ditentukan dan membubut finishing
hingga halus, rata dan sesuai dengan ukuran.Setelah selesai
dengan mesin bubut, kemudian membuat lubang untuk
tempat punch dengan menggunakan mesin bor.
6. Menghaluskan dan merapikan hasil pengeboran dengan
menggunakan kikir.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
c. Baut pengarah
Bahan : ST 37
Ukuran : M 9.75x1 LH
Gambar 3.7. Baut Pengarah
d. Pegas stripper
Bahan : ST 37
Diameter kawat : 2 mm
Diameter lilitan : 13 mm
Jumlahlilitanaktif : 10 mm
Pitch : 7.5 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Gambar 3.8. Pegas Stripper
e. Stripper plate / pelat stripper
Bahan : Amutit
Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin geraji potong,
mesin bor
Alat yang digunakan :Pahat iso 6 dan iso 9, nc drill, drill Ø6
mm, Ø10 mm, Ø 16mm, Ø20 mm,
jangka sorong, penggores
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
Gambar 3.9. Stripper Plate
Langkah dalam pembuatan stripper plate :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja dengan menggunakan jangka sorong
dan menandainya dengan penggores sesuai dengan gambar
kerja yang telah ditentukan.
3. Memotong bahan dengan ukuran panjang 10mm pada Ø
150 mm menggunakan mesin gergaji potong.
4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut dan
memfacing bagian muka bagian rata.
5. Membubut benda kerja sesuai dengan gambar kerja dan
ukuran yang telah ditentukan dan membubut finishing
hingga rata, halus dan sesuai dengan ukuran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
f. Dudukan spring
Bahan yang digunakan : ST 37
Mesin yang digunakan : Mesin bubut, mesin bor, mesin
gergaji, mesin las
Alat yang digunakan : tap matic, busur las, jangka sorong,
Gambar 3.10.Dudukan Spring
Langkah pembuatan dudukan spring :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
3. Memotong bahan sesuai ukuran dengan menggunakan
mesin gergaji sebanyak 6 buah denganpanjang 27 mm
danØ 26 mm
4. Memasang benda kerja di mesin bubut.
5. Mengerjakan benda kerja sesuai dengan ukuran
padagambarkerja.
6. Mengeborbendakerjasecarabertahapdenganmenggunakannc
drill Ø 5, 8 mm dengan kedalaman 21 mm
danmengebordenganmenggunakan Ø15 mm sedalam 6 mm.
7. Setelah semua bahan selesai dibor, kemudian mulai
membuat ulir dengan menggunakan tap matic.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
g. Dies drawing
Bahan : Amutit
Mesin yang digunakan : Mesin Turning, las asitelin.
Alat yang digunakan : Pahat iso 6 dan iso 9, pahat profil radius,
nc drill, drill Ø 6 mm, Ø 10 mm, Ø 16 mm,
Ø20 mm, jangkasorong, penggores
Gambar 3.11. Dies Drawing
Langkah dalam pembuatan dies drawing :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur bahan sesuai ukuran yang telah ditentukan dan
menandainya dengan penggores.
3. Memotong bahan dengan ukuran panjang 28mm pada Ø
90mm menggunakan mesin gergaji potong.
4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut dan
memfacing bagian muka hingga rata.
5. Membubut benda kerja sesuai dengan gambar kerja dan
ukuran yang telah ditentukan dan membubut finishing
hingga halus, rata dan sesuai dengan ukuran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
h. Bottom plate / pelat bawah / bottom shoe
Bahan : ST 60
Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji,mesin bor.
Alat yang digunakan :Pahat iso 6 dan iso 9, ncdrill, drillØ 6mm,
Ø 10 mm, Ø 16 mm, Ø 20 mm, jangka
sorong, penggores
Gambar 3.12. Bottom Shoe
Langkah dalam pembuatan bottom shoe :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja dengan jangka sorong dan
menandainya dengan penggores sesuai dengan dimensi
yang telah ditentukan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
3. Menggergaji bahan dengan menggunakan mesin gergaji
potong.
4. Membuat bottom shoe dengan menggunakan mesin turning
sesuai sketsa gambar kerja yang telah ditentukan.
5. Memfacing bagian muka dengan pahat ISO 2 sampai halus.
6. Melubangi benda kerja secara bertahap dengan drill Ø
6mm, Ø 10mm, Ø 13mm, Ø18mm, Ø20mm kemudian
untuk membesarkan lubang (boring) dengan pahat ISO 9
sampai ukuran yang ditentukan.
7. Memfinisingdan menghilangkan chip dengan menchamper
sisi ujung dengan pahat ISO 6.
8. Melepas benda kerja dan membalikanya, memfacing dan
memasukkan ukuran panjang sesuai dengan gambar.
3.5.3 Proses pembuatan komponen trimming
a. Blanking shank
Bahan :ST 37
Mesin yang digunakan : Mesin turning, mesin gergaji potong
Alat yang digunakan : Jangka sorong, penggores
Gambar 3.13. Blanking Shank
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
Langkahdalampembuatan blanking shank :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
3. Menyeting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift
center.
4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.
5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.
6. Memasang drill chuck pada tailstock, kemudian pasang twist
drill Ø 6 mm pada drill chuck.
7. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang sisi potong
pada twist drill (untuk pengawalan pembuatan lubang besar).
8. Setelah selesai kemudian mengganti twist drill dengan
menggunakan Ø 10 mm.
9. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang sisi potong
pada twist drill.
10. Kemudian mengganti twist drill dengan menggunakan twist
drillØ 13 mm.
11. Memulai pembuatan lubang sampai tembus.
12. Kemudian mengganti twist drill dengan menggunakan twist
drill Ø 20 mm, kemudian memulai pemakanan sepanjang 92.6
mm.
13. Kemudian melepas drillchuckdan benda kerja, kemudian
memasang benda kerja di chuck sepanjang 60 mm.
14. Mensetting mesin, kemudian membuat benda kerja menjadi Ø
25,3 mm sepanjang 49,6 mm.
15. Membalik benda kerja kemudian membuat profill Ø luar.
16. Memfinishing benda kerja dari chips.
b. Punch blank
Bahan : Amutit
Mesin yang digunakan :Mesin Turning
Alat yang digunakan :Jangka sorong,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69
Gambar 3.14. Punch Blank
Langkahdalampembuatan punch blank :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan.
2. Mengukur benda sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan
dengan menggunakan jangka sorong.
3. Mensetting mesin bubut yang akan digunakan untuk
mengerjakan benda kerja.
4. Memasang benda kerja pada chuck mesin bubut.
5. Mengerjakan benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan.
c. Dies blanking
Bahan : Amutit
Mesin yang digunakan : Mesin Turning
Alat yang digunakan : jangka sorong
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
Gambar 3.15. Dies Blanking
Langkah pembuatan dies blanking :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan.
3. Mensetting mesin turning yang akan digunakan.
4. Memasang benda kerja pada chuck mesin turning.
5. Mengerjakan benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan.
6. Setelah proses permesinan selesai kemudian benda kerja
dilakukan proses hardening oil.
d. Bottom shoe
Bahan :ST 60
Mesin yang digunakan : mesin turning, mesin gergaji, mesinlas,
mesin milling.
Alat yang digunakan : jangka sorong,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71
Gambar 3.16. Bottom Shoe
Langkah pembuatan bottom shoe :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja dengan jangka sorong dan
menandainya dengan penggores sesuai dengan dimensi
yang telah ditentukan.
3. Menggergaji bahan dengan menggunakan mesin gergaji
potong.
4. Membuat bottom shoe dengan menggunakan mesin turning
sesuai sketsa gambar kerja yang telah ditentukan.
5. Memfacingbagian muka dengan pahat ISO 2 sampai halus.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72
6. Melubangi benda kerja secara bertahap dengan drill Ø
6mm, Ø 10mm, Ø 13mm, Ø18mm, Ø20mm kemudian
untuk membesarkan lubang (boring) dengan pahat ISO 9
sampai ukuran yang ditentukan.
7. Menfinising menghilangkan chip dengan menchamper sisi
ujung dengan pahat ISO 6.
8. Melepas benda kerja dan membalikanya, memfacing dan
memasukkan ukuran panjang sesuai dengan gambar.
3.5.4 Proses pembuatan komponenpierching
a. Shank (holder)
Bahan : ST 60
Mesin yang digunakan : Mesinbubut
Alat yang digunakan : Jangka sorong, Pahat iso 6 dan iso9,
nc drill, drill Ø 6 mm, Ø 10 mm,
Ø16 mm, Ø20 mm, penggores
Gambar 3.17. Shank Holder Piercing
Langkah pembuatan shank piercing :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
3. Menyeting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift
center.
4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.
5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.
6. Memasang drill chuck pada tailstock, kemudian pasang twist
drill Ø 6 mm pada drill chuck.
7. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang sisi potong
pada twist drill (untuk pengawalan pembuatan lubang besar).
8. Setelah selesai kemudian mengganti twist drill dengan
menggunakan Ø 10 mm.
9. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang sisi potong
pada twist drill.
10. Kemudian mengganti twist drill dengan menggunakan twist
drill Ø 11 mm.
11. Memulai pembuatan lubang sampai tembus.
12. Mengganti twist drill dengan menggunakan twist drill Ø 20
mm, kemudian memulai pemakanan sepanjang 32,5mm.
13. Melepas drill chuck dan benda kerja, kemudian memasang
benda kerja di chuck sepanjang 60 mm.
14. Mensetting mesin, membuat benda kerja menjadi Ø 40 mm
sepanjang 70,8 mm.
15. Membalik benda kerja kemudian membuat profill Ø luar.
16. MembuatbendakerjamenjadiØ 27 mm sepanjang 48 mm.
17. Memfinishing benda kerja dari chips.
b. Top plate / pelatatas
Bahan yang digunakan :ST 60
Mesin yang digunakan :Mesinbubut, mesinbor
Alat yang digunakan :Jangkasorong, PahatISO 6 danISO
9,nc drill, drill Ø4 mm, Ø6 mm, Ø
10 mm,Ø12 mm, penggores, tap
maticukuran M 5x1 dan M 13x1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74
Gambar 3.18. Top Plate
Langkah pembuatan top plate :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
3. Menseting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift
center.
4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.
5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.
6. MemulaipemakananbendakerjadariØ 95 mm menjadiØ 94 mm.
7. Memasang drill chuck pada tailstock, kemudian pasang twist
drill Ø 6 mm pada drill chuck.
8. Memulai pembuatan lubang sepanjang 10 mm.
9. Mengganti twist drill dengan menggunakan Ø 10 mm.
10. Memulai pembuatan lubang kurang lebih sepanjang 10 mm.
11. Mengganti twist drill dengan menggunakan twist drill Ø12
mm.
12. Memulai pembuatan lubang sepanjang 10 mm.
13. Melepasbendakerjadari chuck mesinbubut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75
14. Setelahbendakerjaterlepas, membuat 4 lubangdenganØ4
mmmenggunakanmesin bor.
15. Membuatulirdenganmenggunakan tap matic M 4x1 dan M
12x1.
c. Punch holder plate
Bahan yang digunakan :ST 60
Mesin yang digunakan :mesinbubut, mesinbor
Alat yang digunakan :Kepalapembagi, jangkasorong,
PahatISO 6 daniso 9,nc drill, drill Ø
6 mm, Ø11 mm,Ø8,5 mm, Ø9 mm,
Ø4 mm , dan penggores.
Gambar 3.19. Punch Holder Plate
Langkah pembuatan Punch holder plate :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
3. Menyeting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift
center.
4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.
5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76
6. MemulaipemakananbendakerjadariØ 95 mm menjadiØ 94 mm.
7. Memasang drill chuck pada tailstock, kemudian pasang twist
drill Ø 6 mm pada drill chuck.
8. Memulai pembuatan lubang sampaitembus.
9. Setelah selesai kemudian mengganti twist drill dengan
menggunakan Ø9 mm.
10. Memulai pembuatan lubang sepanjang 5 mm.
11. Memasang kepala pembagi pada mesinbor.
12. Memasang benda kerja pada kepala pembagi.
13. Memasang pahat Ø 4 mm dan mengeborbagian lubang baut 4
lubang.
14. Mengebor benda kerja pada posisi lubang punchØ 8,5 mm
mulai dari mata borØ 4, Ø 8,5 sampai tembus pada 3 lubang.
Setelah itu dibor lagi menggunakan Ø 11 mm pada kedalaman
5 mm.
d. Punch pierching
Jenis Material : B-SPB 8,5 – 60 – T5 – H11 (3) & B-SPB 6 – 60 –
T5 – H9
Gambar 3.20. Punch Piercing
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77
e. Dies
Bahan yang digunakan : amutit
Mesin yang digunakan : mesin bubut, Mesin bor
Alat yang digunakan : kepala pembagi, jangka sorong,
pahat ISO 6 dan iso 9, nc drill, drill
Ø6 mm, Ø 8,5 mm,Ø 9 mm, Ø 11
mm, penggores.
Gambar 3.21. Dies Piercing
Langkah pembuatan dies piercing :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
3. Menyeting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift
center.
4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.
5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.
6. Memulai pemakanan benda kerja dengan proses pemakanan
bubut Ø 60,4 mm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78
7. Melepas benda kerjadari chuck mesin bubut, kemudian
melakukan proses pengeboran dengan kepala pembagi sesuai
dengan gambarkerja.
f. Dies holder plate
Bahan yang digunakan : ST 37
Mesin yang digunakan :mesinbbubut, mesinbor
Alat yang digunakan :pahat iso 6 dan iso 9, nc drill, drill Ø 4
mm, Ø 8 mm, Ø16 mm tap matic M 9x1.
Gambar 3.22 Dies Holder Plate
Langkah pembuatan dies hoder plate :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan dan menandainya dengan penggores.
3. Menyeting mesin bubut dan menyenterkan pahat dengan lift
center.
4. Mencekam benda kerja yang sudah ditandai pada chuck.
5. Memfacing benda kerja pada permukaan benda kerja.
6. Memulai pemakanan benda kerja dengan poses pemakanan
bubutØ 109,6 mm.
7. Memasang ncdrill pada drill chuck dan mengebor benda pada
kedalaman 5 mm. Setelah itu mengganti drill ukuran Ø 4 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79
kemudian benda dibor sampai tembus, pengeboran dilanjutkan
dengan mata pahat Ø 8 mm dan Ø 16 mm.
8. Membubut dalam pada Ø 39,6 mm sampai tembus.
9. Membalik benda kerja untuk pembubutan dalam Ø 60,2 mm
kedalaman 10 mm.
10. Melepas benda kerja dari chuck mesin bubut, kemudian
melakukuan proses pengeboran dengan kepala pembagi sesuai
dengan gambarkerja.
g. Bottom plate / pelatbawah / shoe
Bahan yang digunakan : ST 60
Mesin yang digunakan :mesinbubut,
Alat yang digunakan :jangka sorong, pahat ISO 6 dan ISO
9,nc drill, drill Ø 6 mm, Ø 10 mm,
Ø16 mm, Ø20 mm, penggores.
Gambar 3.23Bottom Shoe
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80
Langkah pembuatan bottom shoe :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengukur benda kerja dengan jangka sorong dan
menandainya dengan penggores sesuai dengan dimensi
yang telah ditentukan.
3. Menggergaji bahan dengan menggunakan mesin gergaji
potong.
4. Membuat bottom shoe dengan menggunakan mesin turning
sesuai sketsa gambar kerja yang telah ditentukan.
5. Memfacing bagian muka dengan pahat iso 2 sampai halus.
6. Melubangi benda kerja secara bertahap dengan drill Ø
6mm, Ø 10mm, Ø 13mm, Ø18mm, Ø20mm kemudian
untuk membesarkan lubang (boring) dengan pahat iso 9
samapi ukuran yang ditentukan.
7. Menfinising menghilangkan chip dengan menchamper sisi
ujung dengan pahat iso 6.
8. Melepas benda kerja dan membalikanya, memfacing dan
memasukkan ukuran panjang sesuai dengan gambar.
3.6 Proses pengecatan Bagian-Bagian Press Tool
Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :
1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk
menghilangkan korosi.
2. Mendempul bagian komponen punch dan dies yang terdapat lubang atau
hasil las yang tidak rata.
3. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan
dalam benar-benar bersih dari korosi.
4. Memberikan cat dasar atau poxi keseluruhan bagian yang akan dicat.
5. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar (poxi) sampai
benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan.
6. Melakukan pengecatan warna.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
81
3.7 Proses Perakitan Bagian-Bagian Press Tool
Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan
pembuatan suatu mesin atau alat, di mana suatu cara atau tindakan untuk
menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari
satu kesatuan menurut pemasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin
yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.
Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal
sebagai berikut :
1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan
telah siap ukuran sesuai perencanaan.
2. Komponen-komponen standart siap pakai atau dipasangkan.
3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara
pemasanganya.
4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing
komponen yang tersedia.
5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.
Langkah-langkah perakitan:
1. Komponen deep drawing
a. Menggabungkan dudukan spring dengan stripper plate mengunakan
sambungan las .
b. Merapikan sambungan las menggunakan dempul kemudian
diamplas.
c. Memasang die drawing pada bottom plate.
d. Menyambung bottom plate dengan pengunci menggunakan
sambungan las.
e. Memasang bottom plate pada bed mesin punch.
f. Memasang punch drawing pada top plate dan dirakit pada mesin
punch.
g. Mengatur center point pada punch drawing dengan die drawing.
h. Memasang stripper plate pada punch menggunakan baut yang
dilengkapi spring penahan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
82
i. Mengatur tinggi punch drawing pada mesin punch.
2. Komponen Trimming
a. Memasang punch pada die mengunakan sambungan baut.
b. Memasang die trimming pada bottom plate yang sama dengan yang
digunakan untuk proses drawing kemudian dipasang pada bad mesin
punch.
c. Memasang punch drawing pada mesin punch dan mengatur center
point punch dengan die.
d. Mengatur tinggi die drawing.
3. Komponen pierching
a. Menggabungkan punch dengan punch holder plate menggunakan
sambungan las.
b. Menggabungkan punch holder plate dengan top plate mengunakan
baut.
c. Memasang shank pada top plate.
d. Menyambung bottom plate dengan pengunci menggunakan
sambungan las.
e. Memasang die, die holder plate, dan bottom plate menggunakan
sambungan baut.
f. Memasang bottom plate pada bed.
g. Memasang die pada mesin punch.
h. Mengatur center point punch dengan die piercing.
i. Mengatur tinggi punch.
3.8 Perawatan Mesin Punch
Perawatan adalah suatu bentuk kegiatan yang bertujuan untuk
memperpanjang umur pemakaian mesin dan mengupayakan agar mesin selalu
siap untuk dipergunakan serta untuk menghindari kecelakaan keja pada waktu
pengoperasian mesin atau alat tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
83
Perawatan mesin punching dan diesnya sebaiknya dilakukan dengan baik dan
teratur, karena mengingat semua bagian komponen dari mesin ini tidak
tertutup sehingga debu dan kotoran mudah menempel pada komponen.
Pelumasan perlu dilakukan pada bagian-bagian mesin yang mengalami
gesekan, misalnya pada dies.
Untuk komponen mesin utama yang perlu dilakukan perawatan adalah
pada dies dan poros eksentrik mesin punching. Dies ini sering melakukan
gesekan bahkan benturan saat digunakan membuat produknya. Sedangkan
pada poros eksentriknya, karena sering berputar maka pada bearing-
bearingnya harus sering dirawat. Adapun cara perawatannya yaitu dengan
melakukan pembersihan dan pelumasan pada dies dan poros eksentriknya.
Hal ini dilakukan agar umur penggunaan dies dan poros eksentriknya dapat
bertahan lama dan tidak mudah rusak.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
84
BAB IV
ANALISA DATA DAN HASIL PENGUJIAN
4.1 Langkah-langkah Pengujian Mesin.
4.1.1 Pengujian punching tool deep drawing
Langkah-langkahnya sebagai berikut :
1. Memastikan bahwa mesin dalam keadaan off.
2. Memasang baut stripper (6 pcs) pada pelat atas (top plate).
3. Memasang shank pada mesin.
4. Memasang dies drawing pada shoe, kemudian dilanjutkan dengan
memasangkan shoe pada alas mesin.
5. Menurunkan posisi puch dengan menggerakkan pulley, hingga punch
berhimpit dengan dies. Hal ini dilakukan untuk mensetting posisi dies
agar center dengan punch dan untuk menentukan dalamnya posisi
drawing.
6. Mengencangkan baut pengunci shoe pada posisi yang telah
ditentukan/disetting.
7. Kemudian memasang spring pada baut stripper, dan dilanjutkan
dengan memasang pelat stripper (stripper plate).
8. Mengencangkan baut stripper hingga spring tertekan dan jarak antara
punch dengan sisi paling bawah dari stripper plate minimal 5mm.
9. Menentukan posisi TMA (Titik Mati Atas) punch (antara 58-62
ukuran pada mistar), dengan acuan saat punch mencapai TMB (Titik
Mati Bawah) punch berhimpit dengan dies, kemudian memutar pulley
secara manual sampai punch mencapai TMB lalu ke TMA lagi.
10. Menempatkan plat galvalum di atas dies drawing.
11. Mengoperasikan mesin secara manual terlebih dahulu untuk
memastikan penyetingan sudah tepat dan benar.
12. Menghidupkan mesin, dan memulai proses deep drawing untuk
membentuk profil cekung pada avor washtafel dengan menginjak
pedal yang terdapat di bagian bawah mesin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
85
13. Setelah proses selesai, mematikan mesin, dan kemudian mengambil
plat galvalum tadi (benda kerja).
Gambar 4.1.Baut Stipper terpasang pada Top Plate
Gambar 4.2. Drawing dies dan shoe
Gambar 4.3.Penyetingan punch drawing.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
86
(a) (b)
Gambar 4.4. (a) Mengatur posisi shoe. (b) Mengencangkan baut penahan
shoe dan bed.
(a) (b)
Gambar 4.5. (a) & (b) Pemasangan spring dan stripper plate
(a) (b)
Gambar 4.6. (a) & (b)Mengencangkan baut stripper
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
87
(a) (b)
Gambar 4.7. (a) Mensetting TMA punch drawing. (b) Mistar penunjuk
TMA.
4.1.2 Pengujian punching tool pierching
Langkah-langkahnya sebagai berikut :
1. Memastikan bahwa mesin dalam keadaan off.
2. Memasang top plate pada shank.
3. Memasang punch pada punch holder plate.
4. Menyatukan antara no. 2 dan no. 3.
Gambar 4.8. Shank berserta Punch pierching.
5. Memasang shank pada mesin.
6. Memasang dies pierching pada shoe/pelat bawah, dies ditahan oleh
dies holder plate.
7. Memasang shoe pada alas mesin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
88
Gambar 4.9. Pemasangan punch pierching pada mesin.
Gambar 4.10. Pemasangan shoe dan dies pierching pada bed mesin.
8. Menurunkan posisi punch dengan menggerakkan pulley agar
mencapai TMB (titik mati bawah). Hal ini dilakukan untuk mensetting
posisi dies agar center dengan punch dan untuk menentukan
dalamnya langkah pierching, serta untuk menentukan ketepatan antara
punch dengan dies agar punch tidak menabrak dies saat pengoperasian
mesin.
9. Menentukan posisi TMA punch pierching (± 54 ukuran tertera pada
mistar).
10. Mengencangkan baut penahan shoe pada posisi yang telah ditentukan.
11. Menaikkan posisi poros eksentrik hingga menacapai TMA.
12. Menempatkan plat galvalum (plat yang sudah mengalami proses
drawing) di atas die pierching.
13. Mengoperasikan mesin secara manual terlebih dahulu untuk
memastikan penyetingan sudah tepat dan benar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
89
14. Lalu menghidupkan mesin, dan memulai proses pierching untuk
membentuk lubang pada avor wastafel dengan menginjak pedal yang
terdapat di bagian bawah mesin.
15. Setelah proses selesai, mematikan mesin, dan kemudian mengambil
plat galvalum tadi (bendakerja).
(a) (b)
Gambar 4.11. (a) & (b) Mensetting TMA punch pierching.
Gambar 4.12.Penyetingan posisi TMA.
4.1.3 Pengujian punching tool blanking
Langkah-langkahnya sebagai berikut :
1. Memastikan bahwa mesin dalam keadaan off.
2. Memasang punch blanking pada shank.
3. Memasang shank pada mesin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
90
Gambar 4.13.Pemasangan punch blanking pada mesin.
4. Memasang dies blanking pada shoe/pelat bawah.
5. Memasang shoe pada alas mesin.
(a) (b)
Gambar 4.14. (a) Memasang dies pada shoe. (b) Mengencangkan baut
Gambar 4.15.Pemasangan shoe pada bed mesin.
6. Menurunkan posisi puch blanking dengan menggerakkan pulley agar
mencapai TMB (titik mati bawah). Hal ini dilakukan untuk mensetting
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
91
posisi dies agar center dengan punch dan untuk menentukan dalamnya
langkah blanking.
7. Menentukan posisi TMA punch blanking (± 72 ukuran tertera pada
mistar).
(a) (b)
Gambar 4.16. (a) Menentukan posisi TMA. (b) Mensetting posisi
center dies blanking.
8. Mengencangkan baut penahan shoe pada posisi yang telah ditentukan.
Gambar 4.17.Pengencangan baut penahan shoe.
9. Menaikkan posisi poros eksentrik hingga menacapai TMA.
10. Memasang polyurethane pada bagian tengah punch blanking.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
92
Gambar 4.18.Setting punch blanking jadi.
11. Menempatkan plat galvalum (plat yang sudah mengalami proses
drawing dan pierching) di atas dies blanking.
12. Mengoperasikan mesin secara manual terlebih dahulu untuk
memastikan penyetingan sudah tepat dan benar.
Gambar 4.19.Memastikan penyetingans udah selesai.
13. Lalu menghidupkan mesin, dan memulai proses blanking untuk
memotong sisi bagian luar pada avor wastafel dengan menginjak
pedal yang terdapat di bagian bawah mesin.
14. Setelah proses selesai, mematikan mesin, dan kemudian mengambil
plat galvalum tadi (benda kerja).
4.2 Analisa Perbandingan Dimensi Pada Rancangan Dengan Dimensi Benda
Jadi (aktual).
4.2.1 Perbandingan dimensi pierching
a. Pierching Ø 8,5 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
93
Nama Bagian Aktual Rancangan
Punch Ø 8,5 mm Ø 8,5253 mm
Die Ø 8,6 mm Ø 8,5993 mm
b. Pierching Ø6 mm
Nama Bagian Aktual Rancangan
Punch Ø 6 mm Ø 6,0253 mm
Die Ø 6,1 mm Ø 6,0993 mm
c. Dari perbandingan di atas dapat disimpulkan bahwa perbedaan
ukuran punch dan dies pierching secara aktual dan berdasarkan
perhitungan dikarenakan adanya faktor spring back (f) (sesuai tabel hal.
71) dan perbedaan clearance (s) yang digunakan saat pembuatan punch
dan dies. Namun dari perbandingan dapat dilihat bahwa perbedaan
ukuran yang terjadi tidak begitu besar sehingga untuk dimensi punch
dan dies pierching secara aktual sesuai dengan rancangan yang telah
diperhitungkan.
4.2.2 Perbandingan dimensi blanking
a. Blanking Ø 61,7 mm
Nama Bagian Aktual Rancangan
Punch Ø 61,7 mm Ø 61,6007 mm
Die Ø 61,8 mm Ø 61,6747mm
b. Dari perbandingan di atas dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran
punch dan dies pierching secara aktual dan berdasarkan perhitungan
dikarenakan adanya faktor spring back (f) (sesuai tabel hal. 71) dan
perbedaan clearance (s) yang diguanakan saat pembuatan punch dan
dies. Dari clearance yang digunakan saat pembuatan punch dan die
blanking diperbesar karena saat dilakukan percobaan dengan clearance
yang kecil, punch dan dies blanking sulit terlepas (dies menjepit punch
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
94
dan benda kerja) meskipun terdapat ejektor. Ejektor hanya berfungsi
melepas benda kerja/produk.
4.2.3 Perbandingan dimensi deep drawing
a. Deep drawing punch
Gambar 4.20. sketsa punch drawing
Sumber :Dokumentasi Pribadi
Nama Bagian Aktual Rancangan
D1 Ø 35,1 mm Ø 34,6 mm
Dx Ø 37,58 mm Ø 37,25 mm
D2 Ø 40,06 mm Ø 39,9 mm
A 9,34 mm 12,3 mm
b. Deep drawing dies
Gambar 4.21. sketsa dies drawing
Sumber :Dokumentasi Pribadi
Nama Bagian Aktual Rancangan
D1’ Ø 35 mm Ø 35,7 mm
Dx’ Ø 38,19 mm Ø 38,35 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
95
D2’ Ø 41,38 mm Ø 41 mm
a’ 9,34 mm 12,3 mm
Radius Ring / Dies : rR = 2,17 mm
= 2,2 mm
Radius punch : harus lebih besar dari radius dies
rP = 3 mm
Dari perbandingan di atas dapat disimpulkan bahwa perbedaan ukuran
punch dan dies pierching secara aktual dan berdasarkan perhitungan
dikarenakan adanya perbedaan clearance (s) yang diguanakan saat
pembuatan punch dan dies. Namun dari perbandingan dapat dilihat
bahwa perbedaan ukuran yang terjadi tidak begitu besar sehingga untuk
dimensi punch dan dies drawing secara aktual sesuai dengan rancangan
yang telah diperhitungkan. Perbedaan yang sangant terlihat adalah pada
dimensi kedalaman drawing yang akan dibuat.
4.2.4 Analisa tebal dies dan panjang punch
a. Tebal dies minimum
H = 17, 0998 mm
= 17 mm
Tebal dies untuk drawing, blanking, dan pierching ≥ 17 mm.
Nama dies Ukurant tebal dies aktual
Pierching 50,2 mm
Blanking 24,5 mm
Deep Drawing 25,3 mm
b. Panjang punch maksimum
Nama punch Panjang Punch
Maksimum
Panjang Punch
Aktual Keterangan
Pierching 119mm 60 mm Ukuran punch
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
96
Blanking 85,1mm 34 mm dan dies sesuai
dengan batas
keamanan Deep Drawing 108mm 74,5 mm
4.3 Analisa Beberapa Hasil Pengujian.
4.3.1 Terhadap material produk yang digunakan
1. Aluminium t= 0,3 mm
Gambar 4.22.Foto hasil pengujian menggunakan material Aluminium t= 0,3mm
Plat sobek pada sisi bawah drawing dan berkerut pada sisi atasnya, hal
ini disebabkan karena spring kurang kuat sehingga stripper plate tidak
terlalu kuat menakan plat yang tidak mengalami drawing. Sedangkan
sobekan yang terjadi disebabkan karena penyettingan punch yang
kurang center sehingga clearance punch juga tidak center.
2. Stainless steel t= 0,5 mm
Gambar 4.23.Foto hasil pengujian menggunakan material Stainless
steel t= 0,5mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
97
Berkerut pada sisi atasnya, hal ini disebabkan karena spring kurang
kuat sehingga srtipper plate tidak terlalu kuat menakan plat yang tidak
mengalami drawing. Jika spring diperkuat plat stainless steel
cenderung akans obek dibagian bawahnya.
3. Stainless steel t= 1 mm
Gambar 4.24.Foto pengujian menggunakan material stainless steel
t=1mm
Untuk plat stainless dengan tebal 1 mm, mesin kurang mampu dan
jika dipaksakan akan merusak batang penerus dari mesin punch.
Percobaan dengan tebal plat stailess 1 mm ini dilakukan untuk
mengetahui apakah dengan ketebalan stainless yang lebih dapat
mengurang efek kerutan pada permukaan bagian atas deep drawing.
Dan pada pengujian ini ternyata plat tetap berkerut karena spring
kurang kuat, dan jika kekuatan tekan spring diperbesar, tonase mesin
semakin tidak mampu untuk melakukan proses.
4. Galvalum t= 0,5 mm
(a) (b)
Gambar 4.25. (a) Plat galvalum mengalami sobek. (b) Plat galvalum
berkerut pada bagian atasnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
98
Pengujian dengan menggunakan galvalum 0,5 mm, plat mengalami
robeks eperti pada gambar 4.25 (a) dikarenakan penyetingan yang
kurang centre, dan setelah penyetingan diperbaiki, dilakukan
pengujian lagi dan hasilnya terlihat pada gambar 4.25 (b) plat berkerut
pada sisi atasnya, hal itu dikarenakan gaya penekanan yang dikakukan
oleh spring kurang.
5. Galvalum t= 1 mm
Gambar 4.26.Foto hasil pengujian dengan plat galvalum t= 1mm
Untuk pengujian dengan plat galvalum 1 mm, tonase mesin kurang
(mesin tidak mampu), dan terlihat adanya kerutan yang terjadi pada
permukaan, hal tersebut juga dikarenakan spring kurang kuat.
6. Galvalum t= 0,5 mm (benda jadi)
Gambar 4.27.Foto hasil pengujian menggunakan material galvalum
0,5 mm (pengujian berhasil)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
99
4.3.2 Terhadap kemampuan kerja mesin punch
a. Kekurangan dari mesin :
1. Panjang langkah terlalu kecil (pengaruh poros eksentrik) ± 1,5 cm,
sehingga kurang mampu untuk membentuk benda kerja yang
langkah pembentukannya (drawing) lebih dari 1,5 cm.
2. Jarak antara alas mesin dengan penjepit punch terlalu pendek,
sehingga menyebabkan kesulitan saat penyettingan punch dan
dies.
3. Tonase mesin kurang, sehingga hanya bisa digunakan untuk
bentuk-bentuk benda kerja yang sederhana dan untuk luasan
benda kerja yang relative kecil.
b. Kelebihan dari mesin :
- Gerakan punch saat menabrak benda kerja perlahan, sehingga
untuk pengerjaan proses drawing, profil cekungan yang terbentuk
dengan baik.
4.3.3 Terhadap punch dan dies yang dibuat
a. Kekurangan dari punch dan dies yang telah dibuat :
- Punch dan dies deep drawing agak rumit saat penyetinganya.
b. Kelebihan dari punch dan dies yang telah dibuat :
1. Dapat dipasang pada mesin yang kapasitasnya lebih dari 5 ton.
2. Punch dan dies sederhana dan praktis (drawing, pierching dan
blanking ).
3. Mudah dalam pembongkaran dan perawatannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
101
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan pembuatan press tool (punch dan dies) untuk
pembuatan produk avor wastafel ini dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Bahan plat yang digunakan untuk produksi avor wastafel dengan mesin
press ini adalah galvalum 0,5 mm. Mengunakan galvalum sebagai
pengganti stainless steel karena galvalum lebih ulet tanpa mendapat
perlakuan panas terlebih dahulu. Sedangkan untuk bahan yang lain, tidak
terlalu ulet sehingga menekuk pada bagian atas jika springnya kurang
kuat dan sobek jika springnya terlalu kuat.
2. Urutan pengerjaan untuk pembuatan avor wastafel dibagi menjadi 3 yaitu:
deep drawing, pierching, dan blanking.
3. Perbedaan dimensi antara rancangan dengan punch dan dies yang telah
dibuat dikarenakan harga spring back dan clearance yang digunakan.
Clearance yang digunakan pada pembuatan punch dan die diperbesar
karena saat dilakukan percobaan dengan clearance yang kecil, punch dan
dies blanking sulit terlepas dan produk mangalami sobek pada sisi
radiusnya.
4. Kendala yang dihadapi sebagian besar terjadi saat penyetingan punch dan
dies pada mesin, dikarenakan langkah mesin terlalu pendek, dan jarak
antara alas dengan pemegang punch terlalu pendek.
5. Clearance yang digunakan untuk blanking yaitu 0,4 mm, sedangkan
clearance deep drawing adalah 0,55 mm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
102
5.2 Saran
Beberapa saran yang ingin disampaikan yaitu :
1. Mengetahui kapasitas mesin yang akan digunakan sebelum memulai
perancangan punch dan dies.
2. Memperhatikan jenis material yang digunakan untuk membuat punch dan
dies, karena jenis material juga menentukkan usia pemakaian punch dan
dies.
3. Memperhatikan besarnya clearance yang digunakan.
4. Pastikan kondisi mesin off pada saat penyetingan punch dan dies, dan
untuk menguji hasil penyetingan sebaiknya dilakukan secara manual
terlebih dahulu.
5. Menggunakan alat keselamatan kerja yang telah ditentukan.
top related