bab i & ii repaired)

Skripsi 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Ubi merupakan salah satu varietas umbi-umbian yang tidak asing bagi penduduk Indonesia, hal ini dikarenakan keberadaannya dapat disejajarkan dengan beras dan jagung yang merupakan bahan pokok sebagian besar masyarakat Indonesia. Masyarakat Indonesia biasa mengolah ubi menjadi berbagai makanan olahan seperti tiwul, utri, kerupuk, tape dan gethuk. Disamping itu, ubi juga dapat diolah menjadi tepung tapioka atau pati, yang nantinya dapat dimanfaatkan pada berbagai industri pangan dan industri kimia lainnya. Salah satu industri pengolahan ubi menjadi tepung tapioka di Indonesia terdapat di kota Kediri, tepatnya desa Bulusari. Menurut survey yang kami lakukan pada bulan November 2010 dalam pengolahan ubi di desa tersebut terdapat salah satu proses pengolahannya pada proses menghancurkan endapan sari pati ubi masih menggunakan pengerjaan manual atau tangan, sehingga perlu adanya perkembangan teknologi yang praktis sehingga membantu melakukan suatu pekerjaan, yaitu dengan membuat dan menganalisa mesin penghancur endapan sari pati ubi. Sehingga diharapkan perkembangan proses pemesinan dalam pembuatan mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka dengan menggunakan motor sebagai alat penggeraknya dapat memenuhi aspek

Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 2

keselamatan kerja, kehigienisan dalam proses pengolahan, meningkatkan kualitas hasil pengolahan, efisiensi waktu dan biaya dalam pengolahan dan mempermudah pekerjaan SDM. Karena mesin tersebut tergolong mesin teknologi tepat guna dan merupakan home industry maka mesin tersebut hanya memiliki kapasitas kecil, sehingga di dalam skripsi ini hanya di fokuskan dalam

PROSES

PEMESINAN DAN

PEMBUATAN MESIN PENGHANCUR ENDAPAN SARI PATI UBI MENJADI TEPUNG TAPIOKA MENGGUNAKAN MOTOR LISTRIK 1 HP .

1.2 Perumusan masalah Suatu masalah adalah sesuatu yang perlu dipecahkan dan perlu di ketahui jawaban atau penyelesaiannya. Berdasarkan uraian dari latar belakang tersebut diatas dirumuskan masalah yang timbul proses penghancur endapan sari pati ubi sebagai berikut: 1. Bagaimana menyusun urutan proses pemesinan pada pembuatan mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka? 2. Bagaimana menghitung waktu dan biaya produksi pemesinan pada mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka ? 3. Bagaimana menghitung harga pokok dari mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka?


Skripsi 2

4. Bagaimana menyusun analisa investasi menggunakan payback period dan break event point?

1.3 Tujuan dan manfaat 1. Tujuan a. Menyusun urutan proses pemesinan pada pembuatan mesin

penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka. b. Menghitung waktu dan biaya produksi pemesinan pada mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka. c. Menghitung harga pokok dari mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka. d. Menyusun analisa investasi menggunakan payback period dan break event point. 2. Manfaat Manfaat dari pembuatan mesin ini adalah proses pengerjaan lebih cepat dan optimal pada waktu penghancuran endapan sari pati ubi, mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka.

1.4

Batasan masalah. Agar batasan masalah dapat terarah dan tidak menyimpang dari topik batasan masalah maka penulis memberikan batasan sebagai berikut :


Skripsi 2

1. Komponen yang dianalisis adalah poros, pisau, dudukan pisau, pulley (finishing). 2. Bentuk dan dimensi komponen diasumsikan sudah ada, tanpa optimasi. 3. Penggerak mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka menggunakan motor listrik 1 hp 1500 rpm. 4. Pada proses pemesinan melalui proses turning, grinding, milling, drilling dan boring. 5. Perhitungan waktu dan biaya pemesinan, BEP dan Payback periode, serta harga pokok produksi.

1.5

Metode Penulisan Untuk memperoleh hasil yang optimal dalam proses pemesinan skripsi ini, metode yang digunakan sebagai berikut. 1. Study literatur Merupakan metode penelitian dimana sumber di tanya diperoleh melalui referensi dari buku dan internet serta catatan dari bangku kuliah yang berhubungan dengan analisa. 2. Studi lapangan Merupakan metode penelitian yang di laksanakan dengan melakukan eksperimen dan survey lapangan ke tempat-tempat pengolahan endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka.


Skripsi 2

1.6

Sistematika Penulisan Untuk mempermudah dalam pemahaman dan pembahasan penyelesaian skripsi ini, maka sistematika penulisan disusun sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Berisikan latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan. BAB II : DASAR TEORI Membahas tentang dasar proses pemesinan, elemen-elemen dasar proses bubut, proses freis, proses gurdi, proses gerinding dan biaya produksi. BAB III : DATA DAN PROSES PEMESINAN Bab ini berisikan data dan tentang urutan proses pemesinan. BAB IV : PERHITUNGAN WAKTU DAN BIAYA Berisikan tentang perhitungan analisa dan perhitungan proses pemesinan. BAB V : KESIMPULAN Hasil akhir yang didapat secara menyeluruh dari perhitungan biaya dan waktu pemesinan yang terjadi dalam perancangan mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka.

BAB IIInstitut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 1

LANDASAN TEORI

2.1

Pengertian Dasar Proses Pemesinan Proses pemesinan merupakan suatu proses yang digunakan untuk membuat komponen mesin yang berasal dari logam, umumnya komponen mesin adalah logam yang berasal dari proses penuangan (casting) dan proses pengolahan bentuk (metal forming). Dengan menggunakan mesin perkakas, bahan tersebut dapat dirubah bentuk dan ukurannya dengan cara meraut atau memotong. Pada proses pembuatan mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka digunakan mesin perkakas konvensional. Tetapi perlu dipahami dahulu lima elemen dasar pada proses pemesinan yaitu, 1. Kecepatan potong (cutting speed) : v (mm/min) 2. Kecepatan makan (feeding speed) : vf (mm/min) 3. Kedalaman potong (depth of cut) : a (mm) 4. Waktu pemotongan (cutting time) : tc (min) 5. Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal) : z (cm3/min)

Elemen proses pemesinan tersebut (v, vf, a, tc, dan z) dihitung berdasarkan dimensi benda kerja atau pahat serta dari mesin perkakas. Besaran mesin perkakas yang dapat diatur bermacam-macam tergantung dari jenis mesin perkakas. Oleh sebab itu rumus yang dipakai untukInstitut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 2

menghitung setiap elemen proses pemesinan dapat berlainan. Pertama-tama akan ditinjau proses pemesinan yang umum dikenal yaitu proses membubut. Dengan memahami keadaan yang terjadi dalam proses dapatlah dipakai sebagai patokan untuk perbandingan dengan keadaan yang terjadi pada proses pemesinan yang lain yaitu proses bubut, proses freis, proses gurdi, proses gerinda, dll.

2.2

Tinjauan Pisau Penghancur Pisau penghancur adalah bagian atau komponen elemen pada mesin penghancur endapan sari pati ubi menjadi tepung tapioka, dimana berguna atau berfungsi sebagai penghancur. Pisau penghancur ini terletak menempel pada poros, dimana meneruskan gaya putaran dari poros pada mesin pengahancur endapan sari pati ubi. Selain pisau penghancur pada mesin penghancur endapan sari pati ubi ini juga terdapat dudukan pisau sebagai pasangan dari pisau penghancur. Dudukan pisau terletak sejajar dengan pisau penghancur, menempel pada sisi dari poros. Komponen pada pisau penghancur terdiri dari dua bagian, yaitu : 1. Dudukan Pisau Dudukan adalah komponen dari pisau penghancur yang berfungsi sebagai tempat menempelnya pisau penghancur, dimana meneruskan gaya putaran dari poros. 2. Pisau Penghancur Pisau penghancur merupakan komponen yang berfungsi sebagai alat


Skripsi 1

penghancur atau pemotong pada mesin penghancur endapan sari pati ubi.

2.3

Elemen Dasar Proses Bubut (Turning) Benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang ujung poros utama, lihat gambar 2.1. dengan mengatur lengan pengatur yang terdapat pada sisi muka kepala diam, putaran poros utama (n) dapat dipilih. Harga putaran poros utama umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah distandartkan. Untuk mesin bubut dengan putaran motor variable, ataupun dengan sistem transmisi variabel, kecepatan putaran poros utama tidak lagi bertingkat melainkan berkesinambungan (continue). Pahat dipasangkan pada dudukan pahat dan kedalaman potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar. Skala pada pemutar menunjukan selisih harga diameter, dengan demikian kedalaman potong adalah setengah harga tersebut. Pahat bergerak translasi bersama-sama dengan kereta dan gerak makannya diatur dengan lengan pengatur pada rumah roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut bermacam-macam menurut tingkatan yang distandarkan misalnya : .., 0.1 , 0.112 , 0.125 , 0.14 , 0.16 , ( mm/r ).


Skripsi 1

Gambar 2.1. Mesin Bubut Elemen dasar dapat dihitung dengan rumus-rumus berikut : 1. Kecepatan potong : V = ............2.1

.d .n ; m / min 1000Dimana d = diameter rata-rata =do + dm d o ; mm 2

............2.2

2. Kecepatan makan :

.......2.3

V f = f n; mm / min

3. Waktu pemotongan : tc = lt ; min vf

................2.4

4. Kecepatan penghasilan geram : Z = A . V ; cm3/min.2.5 Dimana A = penampang geram sebelum terpotong


Skripsi 2

A = f . a ; mm2 ..2.6 Maka : Z = f . a . v ; cm3/min Lebar pemotongan : b= a ; mm sin kr ..2.7

Tebal geram sebelum terpotong : h = f . sin kr ; mm ........... 2.8 dengan demikian penampang geram sebelum terpotong dapat dituliskan sebagai berikut : A = f . a = b . h....................................................

.. 2.9 Dimana : a = kedalaman potong = ( d0 dm ) / 2; mm.......................................................................2.10 f n b = gerak makan ; mm / r = putaran poros utama ; ( r / min ) = lebar pemotongan ; mm

h = tebal geram sebelum terpotong ; mm Untuk memperjelas permasalahan diatas, maka dilihat pada gambar dibawah ini :


Skripsi 1

Gambar 2.2. Elemen Proses Bubut Pada mesin bubut konvensional type GF 1700 A terdapat beberapa putaran yang digunakan dalam proses pemesinan untuk kecepatan tinggi dan kecepatan rendah.

2.3.1 Gaya Pemotongan pada Proses Bubut Gaya potong dalam proses pemesinan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut : Fy Ks = Ft = Ks . A = K s l.l x h - z ; N .................................................. 2.11

Dimana : FY Ks Z A = Ft = gaya potong ; N = gaya potong spesifik ( spesifik cutting force ) ; N / mm2 = pangkat tebal geram; rata-rata : 0,2 = b . h = a . f = penampang geram sebelum terpotong ; mm

2.3.2 Daya Pemotongan Pada Proses Bubut


Skripsi 2

Daya pemotongan dalam proses pembentukan geram ditentukan oleh gaya pemotongan dengan kecepatan pemotongan (kecepatan pahat relative terhadap benda kerja). Atau momen puntir pada pahat pada kecepatan putarannya. Gaya atau momen puntir tersebut dapat diukur secara langgung dengan memakai dinamometer karena salah satu komponen gaya tersebut umumnya tidak melakukan gerakan, maka daya pemotongan (pembentukan geram) adalah : Net Dimana : Net Nc Nf V Fv Nc = daya pemotongan total = daya potong = daya roakan = kecepatan potong = gaya potong = Fv .V 60000 ; Kw ; Kw ; Kw ; m / min ;N ; Kw..........................................2.13 = Nc + Nf ; Kw............................................2.12

2.3.3 Tinjauan Singkat Teori Dasar Suatu analisis mekanisme geram yang dikemukakan oleh merchant berdasarkan atas model pemotongan sistem tegak (orthogonal system). Sistem pemotongan tegak merupakan penyederhanaan dari sistem

pemotongan miring (oblique system) dimana gaya dan komponennya hanya dianalisa pada suatu bidang. Beberapa asumsi yang digunakan dalam penganalisaan model adalah: Mata potong pahat sangat tajam sehingga tidak menggosok atau Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 1

Menggaruk benda kerja. Deformasi terjadi hanya dua dimensi. Deformasi tegangan yang merata pada bidang geser. Gaya aksi dan reaksi dari pahat terhadap geram adalah sama besar Dan segaris. h m = f z . sin Kr . sin m ; mm..................................... 2.14

Dengan demikian gaya pemotongan untuk setiap gigi akan berfluktuasi. Sesuai dengan rumus pada proses membubut, gaya tangensial pada setiap saat adalah : F t = F y = A . K s ; N ......................................................2.15 Dimana : Ft = gaya potong tangensial ;N

2.4 Elemen Dasar Proses Freis ( Milling ) Pada proses perautan dimesin freis gerak potong dilakukan oleh pahat freis atau perkakas potong yang berputar pada porosnya (poros penggerak). Pahat freis yang digunakan jenis pahat bermata potong jamak (multiple points cutting tools) dengan jumlah mata potong sama dengan jumlah gigi freis ( Z ). Sesuai dengan jenis pahat yang digunakan dikenal 2 macam cara yaitu mengefreis datar ( slab milling ) dengan sumbu putaran pahat freis selubung sejajar permukaan benda kerja , dan mengefreis tegak ( Face milling ) , lihat gambar 2.3. dengan sumbu putaran pahat freis muka


Skripsi 2

tegak lurus permukaan benda kerja. Selanjutnya mengefreis datar dibedakan menjadi 2 macam cara yaitu , mengefreis naik ( Up milling atau conventional milling ) clan mengefreis turun ( Down milling )

Gambar 2.3 Contoh jenis pahat freis dan proses freis Secara prinsip gerakan pemotongan untuk tiap mata potong pahat sama dengan apa yang tcrjadi pada proses membubut yang menggunakan pahat bermata tunggal tetapi dalam ketebalan perautan yang dalam hal ini erat kaitannya denga tebal logam yang disayat tidak sama besar ( mulai dari nol ) sehingga keluar pada saat itu ketebalan logam yang disayat paling besar. Tebal geram pada up milling mulai dari nol ( awal perautan ) hingga maksimum (akhir perautan), sedangkan pada down milling tcbal geram dari maksimum (awal perautan) hingga nol (akhir perautan). Elemen - elemen dasar pada proses freis dapat ditentukan dengan memperhatikan gambar 2.4. dalam hal ini rumus yang digunakan berlaku bagi kedua cara mengefreis , mengefreis tegak atau mengefreis datar. Benda kerja : W Lw a = lebar pemotongan , mm mm mm

= panjang pemotongan , = kedalaman potong ,


Skripsi 2

Pahat freis : d z Kr = diameter luar , mm

= jumlah gigi ( mata potong ) ,buah = sudut potong utama , = 90 untuk pahat freis ,

Mesin freis : n Vf = putaran poros utama , ( r ) / min = kecepatan makan , ( mm / min )

Gambar 2.4 proses freis datar dan freis tegak. Elemen dasar proses freis adalah sebagai berikut : 1. Kecepatan potong : V = ; m/min ........................................... 2.16

.d .n 10002. Gerak makan per gigi 3. Waktu pemotongan : fz = Vf / (zn) ; mm/(gigi)...................... 2.17 : tc = lt/ Vf ; min................................. 2.18


Skripsi 2

Dimana : lt Iv = lv + lw + ln ; mm, ; untuk mengefreis datar ,

a(d a)Iv 0 ; untuk mengefreis tegak ,

In 0 ; untuk mengefreis datar ,

In = d / 2 ; untuk mengefreis tegak , ......... 2.19 Vf .a.w cm3 ; min, 1000 Untuk mengefreis datar dapat memakai pahat Freis selubung bergigi lurus, tebal geram (sebelum terpotong) pada setiap saat dapat dituliskan sebagai berikut h = fz sin ; mm ....................... 2.20

4. Kecepatan penghasilan geram : Z =

dimana : fz = vf zn ; mm/gigi ........................................ 2.21


Skripsi 1

Tebal geram rata-rata tersebut tercapai pada waktu sudut posisi mencapai harga setengah dari harga setengah dari harga maksimum, hm = f z sin = fz ........................................ 2.22 a d

c 2

Untuk mengefreis tegak dapat memakai pahat freis muka , tebal geram pada setiap saat dapat dituliskan sebagai berikut : h = fz sin Kr sin ; mm ............................... 2.23

Tebal geram rata - rata tersebut tercapai pada sudut posisi tertentu yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus : hm = ; mm .................... 2.24

f z . sin Kr (cos1 cos 2 ) cDimana :c

=(

2

-

1

)

; radian ( sudut persentuhan/engagement )2.25

1800(s u d u t m as u k

Cos

1

=d

/ e n t e r i n g a n ge l ) .......2.26

/2 x d /2

Cos

2

=d

( /2 x + w d /2

s ud u t k e l ua r

/ l e a v i ng an g l e )...2.27


Skripsi 2

X hm

= jarak radial dari lingkaran luar pisau freis ketepi mula benda kerja. = fz . sin Kr. sinm

sin = cos1 cos 2 c .. 2.28

m

2.4.1 Gaya Pemotongan Pada Proses Freis ( Milling ) Gerakan dari setiap mata potong (gigi) pahat freis relatif terhadap benda kerja merupakan gerakan sikloidal, lihat gambar 2.5. oleh sebab itu, bagaimanapun posisi pahat freis relatif terhadap lebar pemotongan (pada mengefreis tegak) atau kedalaman potong (pada mengefreis datar) selalu akan memotong benda kerja dengan ketebalan geram yang berubah jarak antara sikloidal yang berurutan, pada arah kecepatan makan , akan selalu sama dan jarak ini dinamakan dengan gerak makan pergigi merupakan variabel yang penting dalam proses freis dan harganya ditentukan oleh kecepatan makan vf putaran pahat n, serta jumlah gigi z yaitu : fz = vf / (n z) ;mm / (gigi) ...................... 2.29

Tebal geram pada setiap saat ditentukan oleh sudut posisi sebagaimana yang diperlihatkan oleh rumus : h = f z sin sin K r


Skripsi 3

= f z sin

sin K r , untuk K r = 90

Gambar 2.5 Gerakan sikloidal gigi ( mata potong ) pahat freis dan jumlah gigi efektif ( yang melakukan pemotongan pada setiap saat ) Karena tebal geram menentukan besarnya gaya potong maka fluktuasi dari gaya potong dapat dianalisis dari fluktuasi penampang geram fluktuasi tersebut dipengaruhi juga oleh jumlah gigi efektif yang memotong material pada suatu saat yaitu :

Dimana : Ze = buah ..................................................... 2.30

c z 2Dimana :Ze

= jumlah gigi efektif = jumlah gigi pahat freis

Zc

= sudut persentuhan


Skripsi 2

= arc sin 2a d

, untuk mengefreiz datar

=(

untuk mengefresi tegak

2 1 ) / 180 ,o

Seperti halnya yang telah dibahas dalam, geometri geram sebelum terpotong dalam proses freis datar (slab milling) dan freis muka (face milling). Karena tebal geram tersebut berubah selama proses pemotongan berlangsung atau setiap gigi akan mengikuti lintasan sikloidal maka dipilih tebal geram rata-rata hm atas mana gaya potong spesifik ditentukan. Bila gaya potong tangensial Ft didefinisikan sebagai berikut : Ft Ftm Dimana : Ftm Am Ksm = gaya potong pergigi rata-rata ; N = Penampang geram sebelum terpotong rata-rata ; mm2 = gaya potong spesifik rata-rata ;N /mm2 = A ks, maka = Am ksm ; N, ....2.31

Perbedaan antara proses freis datar dan tegak (muka) terletak pada penampang geram Am, yaitu : Am = b hm ; mm2 ....2.32

Dimana : b = lebar geram sebelum terpotong ; mm


Skripsi 2

=w =a hm

; mengefreis datar ; mengefreis tegak

= tebal geram sebelum terpotong rata-rata ; mm = fz a d = fz sin Kr sinm

; mengefreis datar

; mengefreis tegak

2.4.2. Daya Pemotongan Pada Proses Freis (Milling)

Daya potong pergigi rata-rata Ncm dapat dihitung dari daya potong pergigi rata-rata dengan kecepatan potong yaitu : Nzm = Ftm V ; 60.000 Dimana : V = d n/1000 ; m / min Kw ....2.34

d n

= diameter efektif pahat freis ; mm = putaran spindle ; r / min

Pada proses freis tidak seluruh gigi pahat freis melakukan pemotongan pada suatu saat, mungkin tidak ada atau mungkin ada satu atau beberapa buah saja gigi yang efektif yang bekerja, tergantung pada


Skripsi 2

besarnya sudut persentuhan

c. Dengan demikian dapat didefinisikan

jumlah gigi efektif Ze yang tidak selalu merupakan bilangan bulat, yaitu : Ze = .......2.35

c c = z ( 2 ) 2Dimana : c

= sudut persentuhan

; radian,

z

= sudut sektor gigi = 2 ; radian. Z

daya potong rata-rata , yaitu : Ncm = Nzm Ze ; Kw...2.36

Berdasarkan hasil percobaan untuk berbagai kondisi pemotongan dengan beberapa benda kerja ksm tersebut hanya dipengaruhi oleh tebal geram rata-rata hm sebagaimana rumus korelasi berikut : Ksm Dimana : Ks1.1 = Gaya potong spesifik referensi ; N /mm2 merupakan sifat benda kerja sewaktu dipotong dengan proses freis, dipengaruhi oleh sudut geram dan kecepatan potong. = Ks1.1 hm-p ; N/mm2 .2.37


Skripsi 2

p

= Pangkat untuk tebal geram rata-rata, dipengaruhi oleh material benda kerja, dan kecepatan potong (rata-rata 0,25).

2.5. Elemen Dasar Proses Gurdi (Drilling)

Pengerjaan membuat lubang yang semula belum ada disebut drilling, sedangkan untuk memperbesar lubang yang sudah ada disebut boring. Namun pada dasarnya kedua pekerjaan itu sama dan dikerjakan dengan satu mesin yang sama. Pahat gurdi mempunyai dua mata potong dalam melakukan gerak potong karena diputar poros utama mesin gurdi. Putaran tersebut dapat dipilih dari beberapa tingkatan putaran yang tersedia pada mesin gurdi, atau ditetapkan sesuai dengan sekehendak bila sistem transmisi putaran mesin gurdi merupakan sistem berkesinambungan (stepless spindel drive). Gerak makan dapat dipilih bila mesin gurdi mempunyai sistem gerak makan dengan tenaga motor (power feeding).

Gambar 2.6. Proses Gurdi Benda kerja; lw Pahat; d Kr = panjang pemotongan benda kerja ; mm = diameter gurdi ; mm = sudut potong utama; = 1/2 sudut ujung (point angle)


Skripsi 3

Mesin gurdi

n Vf

= putaran poros utama; r / min = kecepatan makan; mm/min

Elemen proses gurdi : Kecepatan potong ;v = ; m/min ..2.38

.n.d 1000Gerak makan permata potong; fz = vf nz Kedalaman potong ;a = d 2 Waktu potongan ; tc = ; min ......2.41 ; mm ..2.40 ; z=2 ; mm/r ...2.39

lt vfDimana lt = lv + lw + ln ; mm, ln = d/2 tan Kr Kecepatan penghasilan geram ; z = ....2.42 ; mm

d 2 vf . ; cm3 / min, 4 1000

2.5.1. Moment dan Gaya Pemotongan Pada Gurdi

Moment dan gaya pemotongan pada proses menggurdi ini dapat berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan memilih satu set pahat gurdi dari berbagai diameter dengan geometri yang sama yang merupakan


Skripsi 2

geometri standar dan bisa digunakan untuk menggurdi suatu jenis material benda kerja. Hasil yang diperoleh dengan berbagai jenis penggurdian umumnya menghasilkan rumus korelasi sebagai berikut : Mt = C1.dx.fy ; N.mm.....2.43 Fz = C2.dm.fn ; N.....2.44 Dimana : Mt Fz d f c1,c2 : momen puntir ; N.mm : gaya tekan ; N : diameter gurdi ; mm : gerak makan ; mm/r : Konstanta yang harganya dipengaruhi oleh jenis benda kerja dan pemakaian cairan pendingin. x, y, m, n : Pangkat untuk diameter dan gerak makan dalam rumus korelasi momen dan gaya. Gaya potong spesifik pada proses gurdi dapat didefinisikan sebagai berikut : kd = Ft A Dimana : kd Ft = gaya potong spesifik ; N.mm = gaya tangensial pada mata potong, merupakan gaya kopel akibat momen puntir dan titik tangkap gaya tersebut dianggap pada pertengahan mata potongInstitut Teknologi Adhi Tama Surabaya

2.45

Skripsi 2

= Mt / (d/2) ; N A = penampang geram sebelum terpotong = d.f/4 ; mm2 Dengan harga x dan y dipengaruhi oleh jenis benda kerja dan harga rata-rata atau harga terbaik. Baja Besi tuang Kuningan Aluminium x = 1,8 ; y = 0,78 x = 1,7 ; y = 0,60 x = 1,9 ; y = 0,73 x = 1,9 ; y = 0,83

Dengan memasukkan harga diatas kedalam rumus dan menetapkan gaya potong spesifik kd.1.1 = 8C1 diperoleh hubungan : kd = kd.1.1d-0,2, f--0,22 kd = kd.1.1d-0,3, f--0,40 kd = kd.1.1d-0,1, f--0,27 kd = kd.1.1d-0,1, f--0,17 ; baja ; besi tuang ; kuningan ; aluminium

2.5.2. Daya Pemotongan Pada Proses Gurdi Daya pemotongan dalam proses pembentukan geram ditentukan oleh gaya pemotongan dengan kecepatan pemotongan, atau momen puntir pada pahat dengan kecepatan putarannya. Maka daya pemotongan (daya pembentukan geram) adalah :Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 3

Nct = Nc +Nf Dimana :

; kw...2.46

Nct = daya pemotongan total ; kw Nc Nf = daya potong ; kw = daya makan ; kw

Untuk proses gurdi, Nf = Fz .vf 60.000.000 Dimana : Mt = momen puntir ; N.mm ; kw..2.47

n

= putaran ; (r) /min

2.6.

Kriteria Umur Pahat Semakin besar keausan / kerusakan yang diderita pahat maka kondisi Pahat akan semakin kritis. Jikalau pahat tersebut masih tetap digunakan maka pertumbuhan keausan akan semakin cepat dan pada suatu saat ujung pahat sama sekali akan rusak. kerusakan fatal seperti ini tidak terjadi sebab gaya pemotongan akan sangat tinggi sehingga dapat merusakkan seluruh pahat, mesin perkakas dan benda kerja serta dapat membahayakan operator yang melayani mesin tersebut. Oleh sebab itu untuk menghindari hal tersebut ditetapkan suatu batas harga keausan


Skripsi 2

(dimensi dari keausan tepi dan keausan bawah) yang dianggap sebagai batas kritis dimana pahat tidak boleh digunakan sebagai contoh, berdasarkan pengalaman batas keausan yang diijinkan bagi suatu jenis pahat yang digunakan untuk memotong suatu jenis benda kerja .

Gambar 2.7. Keausan Bawah dan Tepi Pengukuran dimensi keausan secara langsung memerlukan

penghentian atau interupsi proses pemesinan, pengambilan pahat, pengukuran keausan dengan mikroskop dan pemasangan kembali. Dalam praktek hal ini tidak selalu mudah untuk dilakukan , terutama dalam proses produksi yang sesungguhnya dimana gangguan atas kelancaran proses produksi tidaklah diijinkan. Keausan pahat akan menimbulkan efek samping yaitu :

Kenaikan gaya potong Getaran / chatter Penurunan kehalusan permukaan hasil pemesinan Perubahan dimensi / geometri produk


Skripsi 2

Berbagai macam kombinasi pahat dan benda kerja serta dilakukan pada berbagai kondisi pemotongan. Konstanta tylor dapat secara lebih umum ditulis seperti rumus empirik berikut : CT = ..2.49

C TVB . VB h P .b q

M

Dimana : VB = Keausan tepi yang dianggap sebagai batas saat berakhirnya umur pahat ; mm tergantung dari keuletan ( thoughness ) pahat dan benda kerja serta berat ringan nya kondisi pemotongan , harga batas keausan tersebut dapat dipilih dari 0,3 s / d 1 mm, demi untuk menghindari kerusakan fatal. m = pangkat untuk batas keausan tergantung dari kualitas pahat serta jenis dan kondisi benda kerja. h = tebal geram sebelum terpotong ditentukan berdasarkan kondisi pemotongan optium atau minimum. P = pangkat untuk tebal geram sebelum terpotong tergantung pada jenis dan kwalitas pahat. b = lebar pemotongan ; mm


Skripsi 1

ditentukan berdasarkan dimensi mula dan akhir benda kerja, menentukan jumlah langkah pemotongan untuk mencapai obyektif yaitu dimensi produk q = pangkat dari lebar pemotongan harga relatif kecil berkisar antara 0,05 s / d 0,13 c = kecepatan potong ekstrapolatif (m/min), yang secara teoritis akan menghasilkan umur pahat sebesar 1 menit untuk VB = 1 mm, h = 1 mm dan b = 1 mm. merupakan harga spesifik bagi kombinasi suatu jenis pahat dan benda kerja kekakuan sistem pemotongan, gaya pemotongan dan kondisi benda notreated, annealed dan normalized dan sebagainya sangat berpengaruh. Pemakaian cairan pendingin yang tepat dapat menaikkan harga.

2.7. Biaya Produksi Pada Proses Pemesinan Dalam optimasi kondisi pemesinan diperlukan suatu urutan langkah logis yang menggunakan suatu model matematika untuk menghitung harga paling baik atau optimum bagi variabel proses-proses pemesinan dipenuhi. Tujuan atau obyektif tersebut dapat merupakan salah satu dari ketiga macam obyektif berikut : 1. Ongkos produksi yang rendah / ekonomis yang memberikan kondisi untuk menghasilkan produk semurah mungkin biasanya dipilih apabila banyak waktu terluang.


Skripsi 2

2. Kecepatan produksi yang paling tinggi / produktif yang memberikan kondisi untuk menghasilkan produk secepat mungkin, atau waktu produksi serendah mungkin, biasanya dipilih apabila waktu sangat sempit, sedangkan target harus terpenuhi. 3. Kecepatan penghasilan keuntungan yang paling tinggi dan

menguntungkan yang memberikan kondisi untuk menghasilkan produk dengan keuntungan atau laba persatuan waktu sebesar mungkin, biasanya dipilih bila ada kemungkinan untuk memilih dari berbagai jenis pekerjaan yang ditawarkan (dimana telah diketahui keuntungan dari selisih antara ongkos pembuatan dan upah yang ditawarkan).

2.7.1. Komponen Waktu Produksi Waktu untuk menghasilkan produk atau waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu pekerjaan ( memotong bagian tertentu produk ) dengan cara yang tertentu menggunakan suatu jenis pahat adalah merupakan variable yang penting dalam rangka menentukan kondisi pemesinan optimal sesuai dengan tujuannya optimasi maka diinginkan

pembagian waktu menurut komponennya sehingga dapat diketahui komponen waktu yang mana yang mungkin diperkecil secara garis besar dapat dikelompokan 2 macam komponen yaitu :1.

Komponen waktu yang dipengaruhi variable proses. komponen waktu yang bebas.

2.

Untuk menghasilkan satu produk , maka diperlukan komponen-komponen waktu sebagai berikut :Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 1

1. Komponen waktu yang dipengaruhi variabel proses : (min / produk) ........................................ 2.36

tc =

L1 Lt = vf n. f

Dimana : tc lt vf td = waktu pemotongan sesungguhnya ( min / produk ) = panjang pemesinan ( mm ) = kecepatan makan ( mm / min ) . tc T (min/produk )..................................................................2.37 Yaitu waktu pergantian pahat yang dibagi rata untuk sejumlah produk yang dihasilkan sejak pahat yang baru dipasang sampai pahat tersebut harus diganti karena aus, Dimana : td T = waktu pergantian atau pemasangan pahat (min) = umur pahat ; ( min ) =bagian tc T menyelesaikan satu produk ( harus diusahakan lebih kecil)Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

;

dari

umur

pahat

yang

digunakan

untuk

Skripsi 3

2. Komponen waktu bebas ta = tL.W + tAT + tRT + tUW + ts nt Dimana : ta tLW tAT = waktu non produktif (min/produk) = waktu pemasangan benda kerja ( min / produk ) = waktu penyiapan yaitu waktu yang dibutuhkan untuk membawa / menggerakan pahat dari posisi awal sampai posisi pahat mau memotong benda kerja, termasuk waktu penggantian pahat. Dalam hal ini waktu pengukuran produk tidak dimasukan, Karena dianggap produk tersebut diukur oleh operator sewaktu proses pemesinan produk yang lain berlangsung (min/prod). tRT = waktu pengukuran, yaitu waktu yang diperlukan untuk membawa / menggerakan pahat kembali ke posisi mula (min / prod ) tuw = waktu pengambilan produk ( min / produk ) dari waktu penyiapan mesin beserta ; (min / produk)....................... 2.38

ts / nt =Bagian

perlengkapannya yang dibagi rata untuk sejumlah produk yang direncanakan.


Skripsi 1

Dengan demikian waktu pemesinan per produk rata - rata adalah : tm = ta + tc + td tc T .............................................................. 2.39

2.7.2

Komponen ongkos produksi Perhitungan ongkos pembuatan suatu produk pada suatu perusahaan atau bengkel adalah sangat penting. Hal itu dimaksudkan agar perusahaan tersebut dapat membayangkan berapa keuntungan yang akan diperoleh pada satu unitnya. Dalam kenyataannya ongkos pembuatannya tergantung pada ukuran perusahaan, ragam, dan kompleksivitas produk yang ditanganinya. Ongkos pembuatan dapat ditentukan dari beberapa komponen ongkos yang membcntuknya. Beberapa bentuk struktur komponen ongkos yang telah diajukan orang, masing masing dengan cara pendekatan yang berbeda dengan anggapan dan penyederhanaan yang berlainan disesuaikan dengan kondisi atau ukuran perusahaan guna mempermudah perhitungan ongkos. Terlepas dari perbedaan yang ada tersebut, dapatlah dikatakan bahwa semakin teliti penentuan ongkos pembuatan maka keuntungan yang bakal diperoleh akan semakin pasti atau perusahaan akan berani mengajukan penawaran serendah mungkin.

2.7.2.1 Ongkos Total Perproduk (Unit Cost). Ongkos suatu produk ditentukan oleh ongkos material (bahan dasar) dan ongkos produksi yang mungkin terdiri atas gabungan beberapa langkah proses pembuatan/pemesinan sebagaimana rumus berikut :Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 3

Cu Dimana, Cu CM Cplan Cp

= CM + Cplan + Cp

= Ongkos total ; Rp/produk = Ongkos material ; Rp/produk = Ongkos persiapan/perencanaan produksi = Ongkos salah satu proses produksi ; Rp/produk

Ongkos material terdiri atas harga pembelian dan ongkos tak langsung ( indirect / overhead cost of material ) yang merupakan ongkos khusus yang dibebankan bagi material yang berkaitan dengan penyimpanan ( sewaktu masih berupa bahan ataupun setelah menjadi produk ) dan penyiapan bagian gudang membebani perusahaan dengan adanya ruang/ gedung mesin-mesin pemotong ( preecuting ) pengangkutan ( material handling ) dengan perhitungan atas bunga, pajak dan asuransi, pemeliharaan serta karyawan yang menangani bagian pergudangan. Kesemuanya itu dibagi (dengan faktor pemberat) dan dibebankan bagi masing-masing material yang ada digudang sesuai dengan luas lantai yang diperlukan dan lama penyimpanan. CM = CM0 + CM1 ; Rp / produk ................................................. 2.40 Dimana : CM = ongkos material ; Rp / produk CM0 = harga pembelian ; Rp / produk CM1 = ongkos tak langsung Rp/ produk


Skripsi 2

Ongkos proses produksi dapat dirinci menjadi ongkos penyiapan dan peralatan ( special tolling fixture ), ongkos pemesinan ( machining cost) dan ongkos pahat ( cutter / tool cost) yaitu : Cp Dimana : Cp Cr Cm Ce = ongkos produksi ; Rp / produk = ongkos penyiapan dan peralatan ; Rp / produk = ongkos pemesinan ; Rp / produk = ongkos pahat ; Rp / produk = Cr + Cm + Ce .............................................................. 2.41

Ongkos pemesinan dihitung berdasarkan waktu pemesinan rata -rata perproduk dan ongkos operasi ( persatuan waktu, menit) dengan demkian dipengaruhi oleh laju kecepalan produksi ongkos pahat ditetapkan sebagai komponen ongkos yang terpisah karena mempunyai kaitan langsung dengan umur pahat yang merupakan variabel utama dalam proses pemesinan. Cm = cm. tm ; Rp/unit .. 2.42 Dimana : Cm cm = ongkos pemesinan ; Rp / produk = ongkos operasi mesin ( mesin, operator, overhead ) persatuan waktu Rp / min tm = waktu pemesinan ; min / produk


Skripsi 2

ce

= Ce . tc T

; Rp/unit..........................................2.43

Dimana : Ce Ce = ongkos pahat ; Rp / produk = ongkos pahat per mata potong ; Rp / produk = sebagian dari umur pahat ( yang berkurang akibat tc T pemakaiannya setiap menghasilkan satu produk) merupakan rasio antara waktu pemotongan efektif tc dengan umur pahat T ; mata potong / produk.

2.7.2.2 Ongkos Operasi Ongkos tetap pertahun merupakan beban yang dipikul perusahaan atas pemilikan ( pembelian ) suatu mesin / alat produksi hal ini berhubungan dengan modal, dengan tambahan bunga pajak dan asuransi. Sesuai dengan namanya, maka ongkos ini tetap muncul dan tidak peduli apakah mesin dan pabrik melakukan kegiatan yang produktif atau tidak sama sekali salah satu bentuk rumus tersebut ( rata - rata ) adalah : ; Rp / tahun ...................................... 2.44 1 y +1 Ct = Co + y 2 y lpti

Dimana :Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 3

Cr Co

= ongkos tetap atas pemilikan mesin ; Rp/tahun = harga pembelian mesin lengkap dengan peralatannya, ongkos Pengangkutan dan pemasangan termasuk training operator (mesin siap berproduksi) ; Rp

Y

= umur mesin produktif yang ditetapkan bagi mesin yang bersangkutan, atau periode penyusutan ( deprection period ) : tahun.

Ipti

= besarnya bunga ( premium ), pajak (tax) dan asuransi (insurance ) bagi mesin yang bersangkutan.

Rumus untuk menghitung ongkos variabel langsung per tahun (Cd) secara umum akan sulit untuk dibuat. Meskipun ongkos operator dapat dipisahkan, maka masih ada ongkos bahan bantu dan ongkos daya yang harganya tidak mudah untuk ditetapkan terhadap suatu referensi tertentu selama periode 1 tahun. Jenis mesin, jenis proses dan gambaran umum atas kondisi pemotongan yang akan digunakan mempengaruhi besarnya daya rata - rata yang dikonsumsi suatu mesin selama periode tertentu secara teoritik harga pendekatan pemakaian daya dapat dihitung, asalkan penjadwalan pemakaian mesin yang teliti telah dibuat. Sehingga ongkos variabel langsung hanyalah ongkos operator, yaitu : Cd Dimana : L = ongkos operator mesin per bulan, Rp / bulan ( mungkin dapat Pula dimasukkan ongkos kesejahteraan, bonus dan sebagainya )Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

= L . 12 ; Rp/tahun ........................................................ 2.45

Skripsi 3

2.7.2.3 Ongkos Minta Potong Pahat (tool/cutler) merupakan bahan habis yang diperlukan dalam proses pemesinan suatu langkah proses pemesinan menghabiskan sebagian dari umur pahat sehingga perlu dikenakan beban atau ongkos maka potong pahat. Ongkos ini dapat dihitung berdasarkan harga pokok mata potong tersebut ditambah dengan biaya pendukungnya yaitu penyetelan dan pengasahan. Pahat yang dapat diasah : Rp / mata potong .................. 2.46

Ce =

Cotb + rg cg tg + ( Cs ts ) ; rg + 1

Dimana : Cotb = harga pahat HSS atau pahat dengan karbida sisipan yang dipatri keras (brazed carbide tip), dalam kondisi siap pakai (tajam) ; Rp rg = jumlah pengasahan yang mungkin dilakukan sampai mata potong menjadi terlalu pendek (diperkirakan sekitar 4 s/d 15 kali) Cg lg = ongkos pengasahan pahat, tergantung pada ongkos operasi permenit bentuk proses pengasahan Cg, dan waktu pengasahan tg.


Skripsi 2

Csts

= ongkos penyetelan pahat pada tool shank atau tool block yang dilakukan diluar mesin perkakas NC ; Rp / mata potong

2.8.

Perhitungan Harga Pokok Produksi (Hpp=CTOTAL) Dalam memperhitungkan unsur-unsur biaya kedalam harga pokok produksi menggunakan metode full costing dimana metode tersebut merupakan metode penentuan harga pokok produksi yang terdiri dari biaya bahan baku, biaya tenaga kerja langsung, dan biaya overhead pabrik yang berperilaku variabel maupun tetap. Maka untuk menghitung harga pokok produksi adalah sebagai berikut: Harga Pokok ProduksiCTOTAL = Cu(total) + CNM + CRK

Dimana :CTOTAL

= Total biaya produksi keseluruhan dalam pembuatan Mesin (Rp/unit)

Cu(total) = Total biaya produksi proses pemesinan poros Mesin CNM

= Total jumlah biaya keseluruhan, pembelian material atau komponen, non pemesinan (RP/unit)

CRK

= Biaya tak langsung (Rp/unit)

2.9 2.9.1

Analisis Ekonomis Analisa Pulang Pokok ( Break Event Point )


Skripsi 2

Aplikasi analisa tilik impas pada permasalahan produksi biasanya Digunakan untuk menentukan tingkat produksi yang bisa mengakibatkan perusahaan berada pada titik impas. Untuk mendapatkan titik impas ini maka harus dicari fungsi - fungsi biaya maupun pendapatannya. Pada saat kedua fungsi tersebut bertemu maka total biaya sama dengan total pendapatan . dalam melakukan analisa titik impas, sering kali fungsi biaya maupun fungsi pendapatan diasumsikan linier terhadap volume produksi. Ada tiga kelompok biaya yang dipertimbangkan dalam analisa ini yaitu : Biaya-biaya tetap ( fixed cost ) yaitu biaya-biaya yang tidak dipengaruhi

oleh hasil produksi beberapa yang termasuk biaya tetap adalah biaya gedung, biaya tanah, biaya mesin dan peralatan, dan sebagainya. Biaya-biaya variable ( varibel cost ) yaitu biaya - biaya yang besarnya

tergantung ( biasanya secara linier) terhadap volume produksi biaya-biaya yang tergolong biaya variable diantaranya adalah biaya bahan baku dan biaya tenaga kerja langsung. Biaya total (total cost) adalah jumlah dari biaya - biaya tetap dan biaya -

biaya variable. Bila digambar dalam grafik maka biaya-biaya tersebut terlihat seperti gambar :


Skripsi 1

Gambar 2.8 Grafik ongkos produksi, tcrdiri dari (a) ongkos tetap (fc), (b) ongkos variable (Vc), dan (c) ongkos total (Fc). Bila dimisalkan Q adalah volume produksi yang dibuat dan C adalah ongkos variable yang terlihat dalam pembuatan satu buah produk maka ongkos variable untuk membuat Q buah produk adalah VC = C . Q ........ .................................................................... 2.47

Karena ongkos total adalah jumlah dari ongkos - ongkos tetap dan ongkos ongkos variable maka berlaku hubungan TC = Fc + VC = Fc + CQ ....................................................................... 2.48 Dimana : TC FG VC C = ongkos total untuk membuat produk = ongkos tetap = ongkos variable untuk membuat Q produk = ongkos variable untuk membuat satu produk Dalam analisa titik impas selalu diasumsikan bahwa total pendapatan ( total revenue ) diperoleh dari penjualan semua produk yang diproduksi. Bila harga satu buah produk adalah P maka harga Q buah produk akan menjadi total pendapatan, atau : TR Dimana : TR P = total pendapatan dari penjualan Q buah produk = harga jual per satuan produk = P.Q


Skripsi 1

Titik impas akan diperoleh apabila total ongkos - ongkos yang terlihat persis sama dengan total pendapatan atau : TR Atau P.Q Q = FC + CQ ....................................................................... 2.49 = ........................................................................... 2.50 = TC

Fc PCDimana Q dalam hal ini adalah volume produksi yang menyebabkan perusahaan berada pada titik impas (BEP) tentu saja perusahaan akan mendapat untung apabila bisa berproduksi diatas Q (melampaui titik impas) hal ini ditunjukkan seperti gambar 2.9. Cost / Biaya

Break Even Point

VC

Lost

Profit FC

Gambar 2.9. Skema Diagram BEPInstitut Teknologi Adhi Tama Surabaya

Skripsi 3

2.9.2. Analisa Ekonomi Dengan Parameter ( Payback Period Methode ) Analisa ini menggunakan konsep yang sederhana, yakni pendapatan bersih hasil investasi akan menggembalikan biaya investasi pada periode tertentu ( the pay back period ). N = IC NACF ..2.51

Dimana : IC = initial cost ( investasi awal )

NACF = net annual cash flow N = pay back period

Dalam kenyataan nilai NACF tidak selalu konstan tiap tahun. Dengan demikian prosedur untuk menentukan pay back period adalah : 0 = ( IC ) + .....2.52

( NACFj =1

n

j

)

Dimana : NACF = net annual cash flow untuk tahun ke j N = ditentukan berapa tahun jumlah NACF akan sama dengan nilai IC


Skripsi 3


bab i & ii repaired)

Documents