5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan1Pustaka

Pada umumnya Drill Jig Fixture merupakan “perkakas bantu” yang

berfungsi untuk memegang dan atau mengarahkan benda kerja sehingga proses

manufaktur suatu produk dapat lebih efisien.1Selain itu Drill Jig Fixture juga dapat

berfungsi agar kualitas produk dapat terjaga seperti yang telah ditentukan. Desain

yang sudah ada ini sudah bagus, akan tetapi dalam pengoperasiannya masih sulit

secara akurat dan efektif. Dikarenakan ketika akan melakukan pengeboran pada

lubang yang berbeda, operator perlu sering mengubah posisi center bor untuk

melakukan pengeboran. Sehingga membuang waktu operasi dan efisiensi tenaga

kerja rendah. Mengingat hal ini perlu untuk membuat jig putar yang baru, untuk

mengatasi atau meringankan kelemahan diatas.

2.2 Tinjauan Patent

Rotary drill jig assemblyPatent Number :1CN203765038U

Gambar 2.1. Rotary drill jig assembly(1Sumber : https://www.google.com/patents/CN203765038U1)

6

Dengan demikian1penulis terpikir untuk membuat desain1Drill Jig Fixture

yang bertujuan untuk1mengatasi permasalahan pada pengoperasian akibat

penyetingan dan penanganan benda kerja. Dengan merancang drill jig model

pengeboran putar1(Indexing) (https://www.google.com/patents/CN203765038U)

2.3 Dasar Teori

Jig adalah rancangan dan media untuk mengarahkan alat potong pada waktu

proses pemesinan. Terkadang jig dicekam pada meja mesin, tetapi kebanyakan

tidak, sebab untuk memudahkan memindah jig itu untuk mengarahkan pada posisi

lain. Sedangkan fixture adalah rancangan dan media untuk mencekam dan

menempatkan benda kerja pada posisi yang tepat selama proses pemesinan. Jadi

fixture hanya mencekam tetapi tidak mengarahkan alat potongnya. Fixture biasanya

dicekam pada meja mesin.

Dengan pemakaian jig dan fixture ini produktivitas akan meningkat, sebab

dengan jig dan fixture ini, meskipun tanpa penandaan, penempatan, dan

pengecekan, masing-masing benda kerja dapat dipastikan akan tepat posisi

pemotongannya. Pemakaian jig dan fixture ini juga menyeragamkan kualitas

fabrikasi, sehingga tidak perlu memilih bila diasembling, sebab semuanya sama dan

dapat saling menggantikan (interchangable). Selain itu kemampuan operator tidak

perlu terlalu tinggi sebab dengan jig dan fixture, proses pemesinan menjadi lebih

mudah. (Rosadi, 1995;5)

Keuntungan lain yang dapat diperoleh dari pemakaian alat bantu produksi

(terutama Drill Jig) ini adalah bahwa ia mampu mengarahkan mata bor tepat pada

posisi yang diinginkan, meskipun yang dibor bukan permaukaan yang datar.

2.4 Analisa Gaya pada Proses Drilling

Dalam pegoperasian drill ada tiga macam komponen gaya yang bekerja,

yaitu :

Fz = gaya potong

Fv = gaya vertical

Fh = gaya horizontal

7

Gaya horizontal (Fh) pada kedua lips saling membuat keseimbangan,

gaya-gaya vertical (Fv) mengarah ke atas, demikian juga dengan gaya F pada

mata pahat (chisel edge).

Gambar 2.2. Gaya-gaya yang bekerja pada drill

Sumber : A. Muin, Syamsir. 1988 ; hal. 235

Gerakan drill dihalangi oleh gaya gesekan pada rusuk mata bor (drill

margin) dan gaya gesekan Ft karena gerakan chip. Untuk memasuki benda kerja,

gaya thrust drill (thrust force) F’ yang diberikan oleh mesin akan mengatasi

beberapa gaya tahanan yang bekerja sepanjang proses drill:

F’> (2Fv + F = F )...[1]

Semua gaya tahanan yang bekerja pada arah aksial disebut gaya axial thrust (F atau

feed force). Gaya axial thrust dapat ditentukan dengan rumus:

F = Cf . D .S .K ...[2]

dimana :

F = gaya aksial (N)

C = koefisien karakteristikmaterial dan kondisi pemotongan

D =diameter drill (mm)

S = feeding (mm/put)

Zr = suatu eksponen diameter dan feeding

8

K = faktor koreksi

Sedangkan gaya dorong proses drilling dapat dihitung dengan rumus :

P = K. . .D ...[3]

dimana :

P = gaya dorong (N)

K = konstanta pemotongan material

S = feeding (mm/put)

D = diameter drill (mm)

Tabel 2.1. Konstanta Gaya Drilling ...[4]

2.5 Elemen pada Jig dan Fixture

2.5.1 Penempatan Benda Kerja

Benda keja harus ditempatkan pada posisi yang tepat, sehingga proses

pemesinan dapat berjalan dengan baik. Penempatan benda kerja itu tergantung dari

bentuk dan permukaanya. Bentuk-bentuk itu antara lain adalah datar, silinder.

Bahan benda kerja dan

pahatCf Cm Yf Ym Zf Zm

HSS Tool memotong

Carbon Steel σ = 75

BHN 215

68 34,5 0,7 0,8 1 2

Carbide tool memotong

besi tuang kelabu

BHN 190

42 12 0,75 0,8 1,2 2,2

9

Untuk mendapatkan permukaan datar, minimal diletakkan diatas tiga titik

penopang, meskipun empat atau lebih dapat juga dipakai. Harus dicatat bahwa tiga

penopang secara teoritis akan dapat menetapkan kesamaan penempatan benda kerja

di setiap permukaannya. Empat atau lebih penopang tidak akan dapat menetapkan

seperti itu, sebab permukaan benda kerja tidak benar / tidak rata, dan hal ini masih

dapat diatasi pada tiga penopang. Pada bidang datar, benda kerja ditempatkan pada

suatu element penempat yang biasanya adalah pin dan button locator. Jenis dan

bentuknya bermacam-macam antara lain, adjustable locator, yaitu penempat yang

dapat diatur panjang pendeknya, kemudian button dan pin standart.

Gambar 2.3 Button dan Pin Standart

Sumber : Donaldson, Cyrll. Cain, H. Le, George. Goold, V.C. 1980. Hal. 506

Untuk menempatkan permukaan benda kerja silnder, maka digunakan

penempat berbentuk silinder yang dibuat press fit atau berulir dengan frame, tetapi

sliding pada kepalanya sebagai tempat masuk benda kerja.

Locator yang digunakan harus mempunyai lead (chamfer) yang lebar untuk

memudahkan masuknya benda kerja dan tidak boleh terlalu panjang untuk

mencegah terjadinya kemacetan masuknya benda kerja. Tetapi bila penempat itu

harus panjang, maka hal ini dapat diatasi dengan membuat relief di tengah-tengah

penempat itu.

10

Gambar 2.4 Penempat Silinder dalam

Sumber : Luchsinger, 1981. hal. 19

Gambar 2.5 Pencegah Kemacetan Pemasukan

Sumber : Joshi, P.H. 1988. hal. 18

Bila ada dua lubang yang harus memakai penempat, maka lubang yang

kurang penting menggunakan penempat berbentuk diamond, lubang yang penting

menggunakan penempat yang utuh. Biasanya diameter yang lebih kecil atau yang

lebih penting, penempatnya dibuat lebih tinggi dari penempat yang bentuknya

diamond. Semuanya itu dibuat untuk keakuratan penempatan, kemudahan

pemasangan dan pengambilan benda kerja. iioooyh8yiuiiiiggu

11

Gambar 2.6 Penempat Diamond

Sumber : Joshi, P.H. 1988. hal. 20

Untuk menempatkan benda kerja dengan bentuk silinder dapat juga menggunakan

sistem penempat tirus. Sistem ini menggunakan tirus untuk menempatkan benda kerja.

Biasanya digunakan untuk menempatkan benda kerja kasar dan mempunyai pengatur

eksial dengan sekerup yang dapat dipakai untuk sekaligus menjepit benda kerja pada

posisinya

Gambar 2.7 Penempat Tirus dalam dan luar

Sumber : Luchsinger, H.R. 1981. hal. 27

12

2.5.2 Pencekaman Benda Kerja

Jika suatu benda kerja akan mengalami proses pemesinan, maka diperlukan suatu

gaya untuk memegangnya dan melawan gaya-gaya pemotongan yang bekerja padanya.

Gaya ini disebut gaya pencekaman, sedangkan mekanisme untuk mencekam benda kerja

itu disebut pencekam atau klem.

Banyak jenis dan macam pencekaman, untuk itu pemilihan jenis pencekam

disesuaikan dengan bentuk dan gaya pencekaman benda kerja. Tetapi baik pencekaman

yang sederhana maupun rumit haruslah memenuhi persyaratan penting, yaitu:

1. Benda kerja harus terpegang kuat selama proses pemesinan.

2. Waktu yang diperlukan untuk pemasangan dan pembongkaran benda kerja harus

sesingkat mungkin.

3. Pencekaman tidak boleh menyebabkan kerusakan pada benda kerja.

4. Pencekaman tidak boleh menghalangi dan mengganggu proses pemesinan.

Alat pencekaman harus dapat menimbulkan gaya gesek yang cukup diantara benda kerja

dan penyangga untuk menghindari bergesernya benda kerja.

Gaya pencekaman benda kerja yang diperlukan dapat dihitung dengan rumus :

F = ...[5]

dimana :

F = gaya pencekaman

Fa = gaya geser

μ = koefisien gesek (diambil 0,1)

Gambar 2.8 Screw Clamp

Sumber : 1. Luchsinger, H.R. 1981. hal. 332. Joshi, P.H. 1988. hal. 29

13

Ada berbagai jenis penjepitan benda kerja, karena itu dalam memilihnya harus sesuai

dengan benda kerja. salah satu contoh jenis lem adalah screw clamp. Penggunaan jenis

klem ini sederhana, dimana benda kerja

Gambar 2.9 Floating Pad

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 30

Langsung dijepit dengan screw clamp. Screw clamp dikencangkan dengan

menggunakan kepala sekrup yang dikartel, handel, handknop atau dengan kunci.

Sekrup dapat dikembangkan dengan penggunaan floating pad. Penggunaan

elemen ini dapat mencegah adanya gesekan antara benda kerja dengan sekrup.

Penjepitan dengan screw clamp ini terdapat kelemahan-kelemahan,

diantaranya adalah :

1. Waktu yang digunakan untuk pengoperasian cukup lama.

2. Usaha yang diperlukan untuk mengencangkan cukup besar.

3. Gaya jepitnya tidak konstan antara penjepitan yang satu dengan yang lain.

Gaya yang ditimbulkan oleh screw clamp dapat dihitung dengan rumus :

F =.. ( ) ...[6]

dimana :

F = gaya yang timbul (N)

Fℎ = tarikan atau dorongan dari tuas (N)

14

L = panjang tuas (mm)

R = radius pitch

= sudut pendakian ulir

= sudut gesekan ulir

Sedangkan panjang ulir yang diperlukan supaya tidak terjadi dol (keausan ulir)

dengan rumus :

H =.. .

dimana :

H = panjang ulir (mm)

W = gaya yang ditahan (N)

p = pitch ulir

d = diameter minimal ulir (mm)

h = 75% - 50% kedalaman ulir (mm)

q = tekanan kontak yang diijinkan

*(h), diambil 50% dari kedalaman ulir:

Ulir yang baik mempunyai harga h paling sedikit 75% dari kedalaman ulir

penuh; ulir biasa mempunyai h sekitar 50% dari kedalaman penuhnya.

Tabel 2.2 Tekanan kontak ulir

(sumber : http://www.pelaut.xyz/2018/01/mur-dan-baut.html)

BahanTekanan permukaan yang diijinkan

(kg/ )

Ulir luar Ulir dalam Untuk pengikat Untuk penggerak

Baja liatBaja liat atau

perunggu3 1

Baja kerasBaja liat atau

perunggu4 1,3

Baja keras Besi cor 1,5 0,5

15

2.5.3 Bodi, Base, Frame

Bodi, base, frame merupakan bagian utama jig dan fixture. Pada bodi ini

semua elemen dipasang menurut keperluan dan desainnya. Untuk itu bodi harus

kuat dan kokoh, sehingga mampu menahan gaya-gaya yang timbul dari proses

pemesinan. bodi juga harus stabil tidak bergetar selama proses pemesinan, sehingga

pemesinan dapat berjalan dengan baik. Selain itu bodi harus mampu menempatkan

benda kerja secara tepat. Dengan demikian benda kerja akan mudah dikerjakan dan

dapat mencapai keakuratan tinggi.

Beram yang terjadi akibat penyayatan benda kerja harus dapat diarahkan

oleh bodi, yaitu dengan membuat celah dan lubang pada bodi untuk pembuangan

beram itu. Dengan pembuangan beram yang lancar, maka tidak akan merusak benda

kerja dan menghambat pemesinan.

Untuk membuat bodi yang kokoh dan stabil, perlu diperhatikan cara

pembuatannya. Pembuatan bodi ini dapat dilakukan dengan pengecoran,

pengelasan, built up ataupun membentuknya dari bahan utuh (solid body). Untuk

menentukan pembuatan body ini tergantung dari jumlah, ukuran, keekonomisan

dan keperluan jig and fixture yang perlu dibongkar pasang.

2.5.4 Penandaan Benda Kerja

Penandaan benda kerja disini yang dimaksud adalah proses untuk

menempatkan benda kerja sehingga kedudukannya tepat untuk dilakukan

pemotongan. Elemen ini disebut juga indexing device. Dapat juga dikatakan bahwa

indeksi adalah proses yang cepat dengan penempatan benda kerja yang tepat pada

suatu posisi yang diinginkan.

2.5.4.1 Rotary Indexing

Secara umum ada dua macam penandaan yaitu Liniear Indexing dan Rotary

Indexing adalah indeksi untuk penandaa lurus. Sedangkan rotary indexing adalah

indeksi untuk menempatkan kedudukan secara akurat untuk bentuk-bentuk

melingkar.

16

Contoh1yang mudah adalah rotary indexing pada drill jig untuk membuat

empat lubang yang sama jaraknya. Benda1kerja dibor, kemudian benda diputar.

Sementara itu dari arah tegak lurus dengan drill bush dan segaris dengan titik pusat

lingkaran terdapat pen1indeksi.

Benda kerja diputar sampai lubang1pertama tepat pada pin dan pin dapat

dimasukkan ke dalam lubang. Lalu dilakukan pemboran lagi, setelah itu diputar

seperti yang pertama, demikian seterusnya, maka benda kerja dapat dikerjakan

sesuai target dengan cepat dan tepat. Tetapi sebelum pemboran dilakukan, benda

kerja harus dalam keadaan tercekam.

Gambar 2.10 Rotary Indexing Drill Jig

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 51

2.5.4.2. Plat Indeksi

Untuk indeksi yang lebih presisi, benda kerja ditempatkan dan diklem pada

plat indeksi (indexing plate)1yang akurat dan pada akhirnya bergerak besama benda

kerja. Plat indeksi biasanya untuk rotary indexing dan dilengkapi denganbush

ataupun slot untuk memudahkan mengatur gerakan1dengan adanya pengulangan

operasi pada produksi masal.

17

Plat indeksi dapat diputar pada porosnya dan diklem pada waktu proses

pemesinan. Slot dan bush digunakan untuk tempat masuk atau indeksi yang

dilakukan pin seperti dalam roatary indexing. Dengan demikian plat indeksi dapat

berputar kemudian berhenti dengan tepat.

Untuk1mengindeksi plat indeksi dengan pin, dapat dilakukan dengan

memasukkannya ke dalam lubang atau slot pada plat indeksi.1Cara memasukkan

pin itu dapat dengan cara manual atau dengan pegas. Untuk memasukkan dengan

pegas,1pin ang digunakan dibentuk tirus (taper) atau menggunakan bola. Taper atau

bila ditekan dengan pegas, ketika plat1indeksi diputar, maka taper akan menekan

pegas.

Gambar 2.11 Drill Jig dengan Plat Indeksi

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 52

Gambar 2.12 Pengindeksi

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 52

18

Tetapi begitu sampai pada lubang indeksi, pegas akan mendorongnya masuk, maka

dapat dikatakan bahwa plat telah terindeksi.1Demikian eterusnya plat indeksi harus

diputar untuk indeksi selanjutnya. Setelah terjadi indeksi itu, plat harus diklem dan

baru dilaksanakan proses pemesinan. Tetapi pada waktu proses ineksi, plat indeksi

harus dalam keadaan bebas.

2.5.5 Drill Bush

Drill jig menggunakan bush untuk mengarahkan drill, reamer dalam proses

pemesinan. Bush ini dibuat dari baja karbon yang dikraskan antar 62-65 HRC.

Diameter dalamnya dibuat dengan suaian running fit1(F7) dengan drill atau reamer.

Sedangkan diameter luarnya dibuat press fit (p6), sliding (h6) atau running fit (f6),

tergantung fungsi dan aplikasinya.

Dengan adanya fungsi dan aplikasi yang berbeda maka bush pun bermacam-

macam enisnya. Tetapi secara umum dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu

bush yang dpat diganti dan bush tetap.

Bush dapat diganti, artinya bussh itu dapat diganti-ganti dengan bush lain

pada kedudukan yang sam. Hal ini digunakan untuk proses drilling yang

memerlukan beberapa macam ukuran drill. Jenis-jenis bush ini diantaranya adalah:

- Renewable Bush : bush dengan suaian running fit atau sliding.

- Slip bush : bush dengan suaian running fit atau sliding, tetapi

pemasangannya dengan linier.

- Threaded bush : bush yang berulir.

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 52

Gambar 2.13 Renewable Bush Gambar 2.14 Slip Bush

19

Untuk renewable dan slip bush, dengan suaian seperti itu, maka

kemungkinan bush dapat ikut berputar ada waktu proses drilling berjalan dan

terangkat pada waktu drill diangkat. Hal ini tidak boleh terjadi, untuk mencegahnya

digunakan shoulder screw atau arrestor rod sebagai penahan.

Untuk1jenis bush tetap, digunakan suaian press fit. Press fit bush ini

merupakan jenis yang banyak dipakai. Pemasangannya ialah dengan menekannya

di lubang pada plat bush. Ada dua jenis bush ini yaitu bush dengan kepala dan bush

tanpa kepala. Bush berkepala lebih dipilih, karena dengan adanya kepala dapat

mencegah terlepasnya ush dari plat bila ditekan kebawah. Meskipun suaiannya

press fit, pada bush tanpa kepalakemungkinan terlepasnya dari plat lebih besar.

Gambar 2.15 Jenis lain slip bush

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 58

Gambar 2.16 Threaded Bush

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 59

20

Tetapi bila tempat bush itu tidak memungkinkan dengan kepala atau permukaan

atas plat dikehendaki rata, maka bush tanpa kepala dapat digunakan.

Gambar 2.17 Bush Berkepala Dan Bush Tanpa Kepala

Sumber :Joshi, P.H. 1988. hal. 57

Untuk kondisi tertentu diperlukan bush tertentu pula. Untuk proses drilling

pada bidang miring atau kurva digunakan bush yang dibentuk sesuai bidang itu.

Sedangkan bila ada dua lubang yang berdekatan, yang tidak mungkin dibuat dua

bush maka digunakan bush dengan modifikasi-modifikasi.

Gambar 2.18 Bush untuk Bidang Miring

Sumber : Donaldson, Cyrll. Cain, H. Le, George. Goold, V.C. 1980. Hal 563

Gambar 2.19 Bush dengan modifikasi

Sumber : Donaldson, Cyrll. Cain, H. Le, George. Goold, V.C. 1980. Hal 563

21

2.5.6 Jenis Drill jig

Jenis drill jig bermacam-macam, setiap industry menamakannya dengan

berbeda. Teapi meskipun demikian banyak kesaman penamaan drill jig itu, yaitu

tergantung dari bentuk jig itu sendiri. Diantaanya aalah leaf, box, tumble, template,

indexing, universal dan vise jig.

Leaf Jig

Jenis jig ini dikenal dengan penutupnya yang berengsel. Penutup ini dapat

dibuka dan itutup untuk meletakkan benda kerja. Drill bush dipasang pada penutup

atau pada bodi.

Box dan Tumble Jig

Nama box jig diambil daribentuknya yaitu kotak. Benda kerja diletakkan di

dalam kotak jig. Bila box jig ini terdapat dua atau lebih drill bush pada sisi-sisi yang

berbeda, maka jig ini disebut tumble jig.

Template Jig

Jig ini merupakan pengarah drill yang sederhana.drill bush diletakkan pada plat.

Plat ini bisa mempunyai penempat untuk benda kerja atau diletakkan pada benda

kerja dengan cara mengukur.

Indexing Jig

Indexing Jig digunakan untuk membuat lubang yang seragam secara

berulang-ulang dalam satu benda kerja, baik itu linier ataupun melingkar. Ini dapat

dilakukan karena benda kerja diindeksi pada posisi berbeda dengan satu bush. Yang

menjadi lubang indeksi dapat merupakan lubang pertama yang dibor atau

enggunakan lubang pada plate indeksi.

Pada jig untuk pembuatan lubang secara linier, benda kerja dapat langsung

digeserdengan melewati pengarah linier di sampingnya. Sedangkan pada jig untuk

pembuatan lubang secara melingkar, terdapat suatu poros yang digunakan sebagai

22

pusat putaran. Pada ujung poros diberi bantalan, yang berguna untuk menghindari

gesekan anatara poros dengan frame. Pada poros ini diletakkan plat indeksi.

Sedangkan benda kerja biasanya dijepit diantara penjepit denganplat indeksi.

Sehingga baik plat indeksi maupun penjepit akan ikut berputar bersama benda kerja

bila poros diputar. Pada plat indeksi terdapat lubang atau celah yang digunakan

untuk indeksi. Sedangkan pengindeksi biasanya dipasang pada frame.

Biasanya jig jenis ini dicekam pada meja mesin drilling. Untuk

mencekamnya haruslah diperhatikan, bahwa bush harus lurus dengan drill.

Pencekaman ini berguna, supaya jig tidak bergeser saat proses terjadi dan saat

ndeksi, sehingga kedudukan drill tetap lurus terhadap drill bush.

Universal Jig

Jig ini diproduksi ecara komersial dan dapat digunakan untuk mengerjakan

proses drilling secara umum. Dengan sedikit pengfaturan jig ini dapat

digunakanuntuk mengerjakan proses drilling yang khusus.

Vise Jig

Adalah jig yang pemakaiannya adalah dicekampada ragum jig ini biasanya

digunakn untuk benda kerja dengan volume kecil dengan produksi sedikit atau

benda kerja untuk prosuksi banyak tercapai sederhana pengerjaanya.

2.6 Pengelasan

Pengelasan adalah suatu katan metalurgi ada sambungan logam maupun

logam paduan, yang dilaksanakan dalam keadaan lumer. Yang paling peenting dari

pengelasan adalah menggabungkan suatu bahan dari logam sehingga bagian-bagian

itu mencapai satu kesatuian dalam menahan suatu ahan. Untuk mecapai suatu

keekonomisan yang tinggi maka, sebelum melakukan pengelasan bendaknya

dipertimbangkan apakah memang perlu penyambungan dengan las. Las digunakan

untuk menyambung bagian-bagian yang tidak mungkin dilepas (bersifat

permanen).

23

Banyak jenis pengelasan dalam industry, tetapi yang palaing penting ada

tiga macam, yaitu las gas (gas welding), las busur (arc welding) dan las tahanan

(resistant welding).

Las gas adalah pengelasan yang menggunakan gas flammable (mudah

terbakar, biasanya asitilin) yang dibakar untuk mencairkan logaam. Proses

pengelasan ini berjalan lambat sehingga lebih banyak digunakan untuk usaha-usaha

perbaikan dan perawatan dari pada untuk pengelasan suatu produksi secara masal.

Pengelasan yang paling banyak dipakai adalah pengelasan busur. Pada

pengelasan ini, panas diperoleh dari busur listrik akibat singgungan anatara

elektroda dengan benda kerja. Busur ini cukup panas, mampu mencairkan dan

kemudian membekukan logam dengan cepat.

Sebagaimana pengelasan busur, pengelasan tahanan juga termasu

pengelasan listrik, tetapi bukan busur listrik yang menghasilkan panas. Panas

dihasilkan dari tahanan dari aliran arus listrik yang tinggi yang mengalir pada dua

permukaan benda kerja yang disambung. Pengelasan ini merupakan kombinasi dari

pengelasan pemanasan listrik dengan tekanan. Biasanya pengelasan ni digunakan

untuk menyambung plat-plat logam yang tipis.

Tabel 2.3 Tabel Kampuh Las (Sumber : Jensen, Haisel. 1983. Hal 233)

24

Dalam pengelasan diharapkan kampuh yang terjadi mempunyai kekuatan

yang sama dengan bahan benda kerja. Biasanya bahan tambah yang dipakai sama

dengan benda kerja . dalam membentuknya, tergantung pada ketebalan benda kerja

yang dilas. Misalnya untuk mengelas benda kerja setebal 6mm, kampuh lasnya

adalah 5mm. kekuatan pengelasan akan optimum bila benda kerja yang disambung

juga meleleh sampai ke dalam, tidak hanya dipermukaan pada bagian yang dilas.

Untuk itu diperlukan suatu takikan pada benda kerja, kecuali diyakini bahwa tanpa

takikan pengelasan cukup kuat. Adanya takikan pada benda kerja ditunjukkan pada

simbol pengelasan.

Dalam menyambung dengan las harus diperhatikan adanya distorsi akibat

pemanasan. Karena itu diperlukan suatu keseimbangan pengelasan atau

menggunakan suatu pencekam (jig). Cara lain untuk menghindari distorsi adalah :

- Pemanasan awal benda kerja sebelum dilas

- Pendinginan dengan cepat setelah pengelasan

- Kecepatan pengelasan optimum, sebab bila terlalu lambat cenderung

menambah distorsi

Gambar 2.20 Keseimbangan Pengelasam

Sumber : Ginting, Dines, Ir. 1985. Hal. 103

25

2.7 Pengerasan total

Pengerasan total (trough hardening)1adalah proses untuk mengeraskan

logam secara keseluruhan dari permukaan sampai bagian dalam benda kerja.

Pengerasan ini dilakukan dengan cara, benda kerja dipanaskan sampai suhu

austenite stabil, kemudian ditahan pada suhu itu beberapa saat, lalu benda kerja

didinginkan dengan cepat.

Pada dasarnya proses pengerasan ini adalah proses untuk membentuk

struktur martensit yang keras. Struktur yang dapat berubah menjadi keras adalah

austenite,1perlit. Austenit ini stabil pada suhu 912°C - 1394°C tetapi pada kadar

karbon tertentu, pada suhu 727°C austenitnya stabil.

Gambar 2.21 Diagram Fe3-C

Sumber : Van Vlack. 1984. Hal. 356

Pada suhu kestabilan ini austenite lunak, ulet dan mudah dibentuk. Pada saat

suhu ini tercapai dan telah benar-benar stabil, bila didinginkan akan menghasilkan

26

struktur ferit dan karbit (perlit). Bila pendinginannya lambat, yang terbentuk adalah

perlit kasar, bila agak cepat yang terbentuk adalah perlit halus. Tetapi bila

pendinginan itu sangat cepat maka yang terbentuk adalah martensit.

Pada pendinginan yang sangat cepat ini yang terjadi adalah suatu pergeseran

struktur, bukan difusi. Hal ini terjadi dengan cepat sehingga semua karbon

tertinggal di dalam larutan padat. Struktur yang terbentuk adalah tetragonal

sehingga karbon terperangkap dalam kisi-kisi dan slip sulit terjadi, karena itu

martensit keras, kuat dan rapuh.

Gambar 2.22 Pembentukan Martensit

Sumber : Van Vlack. 1984. Hal. 409

Untuk melakukan pengerasan total dilakukan proses-proses :

a. Preheating : pemansan awal yang berguna untuk meratakan panas

anatara oven dan benda kerja sehingga tidak terjadi

keretakan.

b. Austenizing : pemansan pada suhu austenisasi.

c. Holding Time

:

penahanan pada suhu tertentu selama beberapa waktu,

berguna agar austenizing terjadi dengan sempurna.

d. Quenching :

pendinginan benda kerja dengan cepat, untuk membentuk

struktur martensit. Media pendingin yang digunakan

antara lain: air garam, oli.

27

Gambar 2.23 Perbandingan Kekerasan Martensit dan Fe3-C

Sumber : Van Vlack. 1984. Hal. 409

Gambar 2.24 Kurva Perlakuan Panas Baja Paduan Mn rendah

Sumber : Van Vlack, Lawrence. 1983. Ilmu dan teknologi bahan

28

2.8 Tegangan Pada Elemen Jig

2.8.1 tegangan tarik dan tegangan geser

Tegangan tarik terjadi akibat adanya gaya aksial pada elemen. Besarnya tegangan

tarik dapat dihitung dengan rumus :

=

dimana :

= tegangan tarik (N/mm )

F = gaya tarik (N)

A = luasan (mm )

Dari rumus diatas dapat dikembangkan untuk mencari dimensi elemen jika

tegangan tarik elemen itu diketahui.

Untuk diameter (d) :.4 =D =

..Untuk persegi : (l = lebar, h = panjang)

l . h =

tegangan geser terjadi karena suatu luasan terkena beban tangensial. Besarnya

tegangan geser dihitung dengan rumus :

T =

dimana :T = tegangan geser (N/mm )

F = gaya (N)

A = luasan (mm )

29

Dari rumus diatas dapat dikembangkan untuk mencari dimensi elemen jika

tegangan tarik elemen itu diketahui.

Untuk diameter (d) :

.=

d =..

untuk persegi : (l = lebar, h = panjang)

l . h =

Antara tegangan tarik dan tegangan geser mempunyai hubungan. Yaitu

= (0,5 – 0,7)

2.8.2 Tegangan Bengkok

Tegangan bengkok terjadi akibat adanya momen bengkok. Momen bengkok

dihitung dengan rumus :

= F . L

dimana :

= momen bengkok (N.mm)

F = gaya (N)

L = jarak dari tumpuan (mm)

Untuk tegangan bengkok dihitung dengan rumus :

=

=./

30

dimana :

= tegangan bengkok (N/ )

F = gaya (N)

I = inersia ( )

e = jarak terjauh terjadi beban max. = 1/2 tebal atau 1/2 diameter

dari rumus diatas dapat dikembangkan untuk mencari dimensi elemen jika tegangan

tarik elemen itu diketahui.

Untuk diameter (d) :

Karena : I =

Maka : = . ..d =

. .untuk persegi : (b = lebar, h = tebal)

karena :

I =.

maka,

=. ..

h =. ..