jig drilling sebagai solusi pembuatan lubang chassis

Prosiding Seminar Nasional XI “Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi 2016Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta

324

Rancang Bangun Jig Drilling Sebagai Solusi PembuatanLubang Chassis Minitruk yang Diproduksi

SMK Muhammadiyah 3 Kartasura

Muh Alfatih Hendrawan 1, Pramuko Ilmu Purboputro 2

Jurusan Teknik Mesin,Universitas Muhammadiyah Surakarta1

[email protected] Teknik Mesin,Universitas Muhammadiyah Surakarta2

AbstrakPada tahun 2013-2014 pemerintah Indonesia melalui Direktorat Jenderal Pendidikan Menengah dan Kejuruan bekerjasama dengan Departemen Perindustrian akan membuat dan menyediakan 100 mobil minitruk tanpa kabin yang dirakitsendiri oleh SMK, dimana nantinya akan dipakai sendiri oleh SMK. Walaupun kemudian proyek ini terhenti, prosesproduksi ditingkat SMK tetap berjalan, karena dies chasis telah siap dan telah memproduksi komponen-komponenchasis seperti long member maupun cross member. Permasalahan yang muncul adalah bagaimana memproduksi danmerakit bagian-bagian chasis ini dengan kepresisian yang tinggi, sehingga mobil dapat berjalan dengan baik. Prosespelubangan pada bagian chasis menjadi permasalahan yang besar bagi SMK Muhammadiyah 3 Kartasura pada saatitu. Hal ini dikarenakan sarana yang sangat terbatas dan pengetahuan mengenai kepresisian yang masih minim. Olehkarena itu solusi untuk meningkatkan mesin manual yang dimiliki adalah dengan pengembangan jig drilling.Perkakas yang telah dirancang mampu membuat lubang dengan presisi dengan range diameter sampai 80 mm. Desainyang dibuat memanfaatkan pahat bubut yang ditempatkan pada bodi jig yang ditempatkan pada mesin milling dan adapilot pengarah pada ujungnya. Dari percobaan yang dilakukan terlihat pada fungsi pelubangan bisa berlangsungdengan baik.

Kata Kunci: jig drilling, chassis, presisi, pelubangan

1. PendahuluanDalam rangka pengembangan

pengalaman belajar dan peningkatan kualitaspelajar-pelajar SMK dalam hal manufakturotomotif, pemerintah Indonesia melaluiDirektorat Jenderal Pendidikan Menengah danKejuruan bekerja sama dengan DepartemenPerindustrian akan membuat dan menyediakan100 mobil minitruk tanpa kabin yang dirakitsendiri oleh SMK, dimana nantinya akan dipakaisendiri oleh SMK. Program ini adalah lanjutandari program Mobil Nasional ESEMKA, dimananantinya mobil ini tidak langsung digunakanuntuk keperluan komersiil, tetapi akan digunakansebagai sarana belajar di SMK. Permasalahanyang muncul adalah bagaimana merakit bagian-bagian dari komponen mobil dengan kepresisianyang tinggi, sehingga mobil dapat berjalandengan baik.

Pendidikan dan sarana-saranalaboratorium produksi di lingkungan SMKMuhammadiyah di Wilayah Surakarta sebagaiansudah cukup memadai, dalam kontekspembuatan barang produksi. Pada sisi yang lain,jurusan Teknik Mesin UMS pernah mendapatkankonstruksi chasis pada program pembuatanmobnas SMK. Chasis yang dikembangkan dariprogram mobnas tersebut dari tahap pembuatandies untuk pembuatan komponen chasis.Komponen chasis yang dibuat adalahpembentukan dari komponen dasar chasis yaitu

batang profil C, dengan ukuran dan panjangtertentu. Komponen chasis terdiri dari chasislongitudinal, yang terletak di kiri kanan di bawahkendaraan dan bagian hasis tersebut. Konstruksichasis adalah untuk meletakkan komponen yangada di atasnya, seperti mesin, transmsi danlainnya. Chassis juga sebagai tempat meletakkankomponen steering., dan chasis ditumpu olehperangkat suspensi dan roda. Padaperkembangannya perlu dibuat sambungan yaitubatang chasis transversal yang berfungsimenyambungkan ke dua sisi batang chasis kiridan kanan. SMK Muhammadiyah Kartosuromempunyai potensi laboratoriun produksi yangbisa untuk kebutuhan merakit chasis tersebut,sehungga dari kegiatan ini didapatkan hubunganantara Jurusan Teknik Mesin dengan SMKMuhammadiyah Kartosuro yang salingmenguntungkan.

Gambaran komponen chasis kendaraanminitruk yang akan dibuat adalah seperti gambardi bawah.


325

Gambar 1. Desain chassis mobil

Gambar 2. Prototipe chassis

Beberapa SMK Muhammadiyah telahmempunyai peralatan untuk pembuatan produktersebut, hannya sampai saat ini peralatantersebut belum digunakan secara optimal. Untuklangkah pengoptimalan peralatan tersebut, makakami bermaksud untuk mengadakan pengabdianmasyarakat dengan maksudmengimplementasikan penelitian yang kamisudah lakukan, kepada mitra pengabdian kamiyaitu SMK Muhammadiyah Kartosuro, sehinggamaksud pembelajaran pembuatan komponen-kompenen kendaraan diatas akan sinkron darikemampuan guru-guru yang ada, hasil penelitiandan pengalaman kami, dan program terpadumobil nasional.

Manfaat yang diperoleh dari kegiatantersebut adalah ikut membentuk jaringanpembelajaran dan kegiatan yang mendatangkansharing pengalaman dalam hal pembuatanbarang/komponen mesin, penguatan dasarteoretis dan aplikasi , serta pengalaman yangkonstrukstif sebagai umpan balik bagi prosespembuatan barang khususnya, danpengembangan kerjasama pada bidang yanglebih luas.

Jig dan fixture merupakan peralatanperkakas bantu yang memudahkan prosesmanufaktur sebuah komponen produk.Sebagaimana yang telah dilakukan oleh DidiWidya Utama pada tahun 2012. Dia menyatakanbahwa Spring shackle merupakan komponenpenting dalam sistem suspensi pegas daun karenamemungkinkan pegas tersebut meregang ketikakendaraan mengalami lonjakan atau sedang

mengangkut beban berat. Desain fixture-komponen yang berfungsi untuk mencengkerambenda kerja selama proses manufakturberlangsung-menentukan efisiensi prosesmanufaktur spring shackle. Dalam penelitian ini,akan dibahas pengembangan desain fixturespring shackle dengan metode Design forManufacture and Assembly (DFMA).Pemodelan fixture secara 3D denganmenggunakan CAD terbukti membantu dalammemvisualisasikan dan mengkomunikasikanpengembangan desain fixture spring shackletersebut. Hasil yang diperoleh daripengembangan desain fixture terjadipenghematan waktu sebesar sebesar 82,22%ditinjau dari aspek Design for Assembly (DFA)dan 19,25 % ditinjau dari aspek Design forMachining (DFM).

Drill jig merupakan suatu perkakasbantu yang dibutuhkan di bengkel pemesinan,guna mendukung system produksi pada prosesgurdi. Dengan perkakas bantu ini proses gurdipada flens kopling dapat dilakukan denganpraktis, sesuai dengan posisi dan toleransi yangditetapkan. Dengan menggunakan perkakasbantu ini operator mesin gurdi, hanya melakukanpengesetan pada satu posisi lubang, sedangkanlubang yang lain cukup dengan memuatar posisidrill jig ke posisi lubang berikutnya. (Mulyadi,2005).

Komponen-komponen yang penting untukperencanaan jig dan fixture adalah sebagaiberikut :

1. locating element, dimana alat inidigunakan untuk mengatur posisi bendakerja secara tepat.

2. clamping element , yaitu komponenyang bertugas untuk menjepit bendakerja selama operasi

3. power device, yaitu peralatan penggerakyang digunakan untuk mengoperasikanclamping element.

4. tool guiding element untuk jig ataucutter setting untuk fixture element.

5. indexing device, yang diimaksudkanuntuk merubah posisi atau kedudukanbenda kerja pada jig atau fixture secarateliti dan tepat.

6. auxilliary element , yang merupakanelemen-elemen tambahan pembantu.

7. bagian-bagian pengikat (baut), yangdigunakan untuk memegang ataumengikat komponen atau elemen jigand fixture.

8. body, base atau frame.

Keperluan dari elemen-elemen ini adalahtergantung pada tipe dan maksud penggunaandaripada jig and fixture terhadap mesin-mesin


326

perkakas tersebut. Dalam hal ini maka jig andfixture didesain untuk disesuaikan dengan tipepada operasi machining yang dilakukan.

Prinsip dasar pada peletakan locatoradalah menghilangkan atau meminimalkanderajat kebebasan dari pergerakan benda kerja.Pada suatu benda kerja mempunyai 12 derajatkebebasan yaitu :

Gambar 3. 12 derajat kebebasan

Pada saat merencanakan penempatanlocator yang perlu diperhatikan adalahkeefektifan penempatan locator, jangan sampaipada penempatannya baik tapi dalam pelepasanbenda kerja atau pemasangannya pada awalproduksi menjadi sulit. Prinsip jig and fixtureyang selalu harus dimiliki adalahinterchangability yaitu benda kerja akan denganmudah dipasang dan dilepat pada saat prosesproduksi.Prinsip-prinsip dasr pengekleman adalah(Donaldson, Cyrill, 1985) :

1. Benda kerja harus dipegang dengan kuatpada saat operasi pengerjaan

2. Mudah dalam pemasangan danpelepasan benda kerja, sehinggamemerlukan waktu seminimal mungkin

3. Clamping mampu menahan getaranyang terjadi

4. Clamping tidak merusak benda kerja.Gaya pada pengkleman pada umumnyaseharusnya hanya cukup untuk menahan gayauntuk melawan locator, hal ini untukmenghindari terjadinya timbul cacat pada bendakerja. Pada dasarnya clamping ini adalahmelengkapi penghilangan derajat kebebasanbenda kerja, yang semula telah dilakukan olehlocator.

2. MetodePada perancangan ini ada beberapa tahapan yangtelah dilalui sebagaimana pada Gambar 4.Perancangan berdasarkan permasalahan yangdihadapi di SMK, dimana terbatasnya mesinyang ada untuk membuat lubang yang besardengan presisi dan waktu yang cepat dalamproses manufakturnya.

Gambar 4. Tahapan perencanaan

Alat dan Bahan yang digunakan untukperancangan jig drilling adalah sebagai berikut :

1. material baja SS42 sebagai bodi jig drilling2. desain menggunakan aplikasi Solidworks3. sebagai alat potong adalah pahat bubut tipe

HSS4. mesin yang digunakan adalah mesin milling

tipe vertical5. alat uji kelurusan, untuk memeriksa

kerataan chassis pada saat pencekaman dimesin

3. Hasil dan PembahasanLangkah awal adalah menentukan kebutuhanyang diperlukan untuk perencanaan :

1. proses pelubangan untuk range diameter40-80 mm.

2. Titik awal dilakukan proses pelubanganawal dahulu untuk memudahkan jigdrilling masuk. Selain itu, lubangpertama yang dibuat denganmenggunakan pahat drill biasa,

a

Y

T

T

Y


327

berfungsi sebagai locator untukmenempatkan ujung jig agar tepat.

3. Penempatan pahat bubut ke dalam bodijig memenuhi suaian pas.

4. Selama proses pelubangan, pahat bubutharus ditahan pada tempatnya supayatidak bergeser.

Desain perancangan yang dibuat ada 3 jenisdengan evaluasi perbaikan pada setiap tahap :

Gambar 5. Rancangan jig pertama

Untuk desain pertama ini, secara fungsionaldesain sudah bisa ditempatkan dengan mudahpada arbor mesin dan permukaan chassis. Tetapiterlalu panjangnya jarak antara locator pahatbubut terhadap ujung jig, mengakibatkan momenyang diterima oleh bodi jig sangat besar. Hal iniakan mengakibatkan bodi jig mudah terjadipembengkokan, sehingga proses pelubanganakan menjadi tidak presisi.

Desain rancangan kedua dapat dilihat padagambar 6. Pada desain tersebut, jarak denganujung bodi jig lebih pendek, bodi locator yangberbentuk penampang yang melingkar akanmempersulit pada proses pembuatannya. Secarafungsional bentuk yang kedua ini lebih baik,dibandingkan rancangan desain yang pertama.

Gambar 6. Rancangan jig kedua

Desain rancangan ketiga adalah memperbaikikemudahan penempatan locator untuk pahatbubut dengan cara membuat penampang bodi jigyang semula berbentuk melingkar dirubahmenjadi lebih datar.

Gambar 7. Rancangan jig ketiga

Gambar 8. Gambar 3D rancangan ketiga

Dari beberapa desain yang telah dibuat,berdasarkan evaluasi maka ditetapkan rancanganketiga dianggap lebih baik dibandingkanrancangan yang lainnya.Proses selanjutnya adalah proses pembuatan jigdan perakitan secara keseluruhan, sehinggadihasilkan sebagaimana pada gambar 9.


328

Gambar 9. Jig yang telah diassembly

- Nomor 1 menunjukkan kedudukan pahat saattidak dipakai. Kalau pahat dipakai makapahat diset ke bawah, sehingga dapat untukmelobangi

- Nomor 2 adalah batang pemegang pahat yangbisa digeser ke kiri dan ke kanan, sehinggajarak dari sumbbu utama akan menjauh, dandiameter yang dihasilkan akan lebih besar.

- Nomor 3, baut pengencang dipakai untukmengunci batang no 2 agar tidak bergerak .ketika dipakai untuk membuat lobang

- Nomor 4 , adalah batang utama yangdihubungkan dengan spindel mesin bor,sehingga keseluruhan susunan batang bisaberputar.

Gerak pemakanan untuk membuat lobangdilakukan dengan menekan keseluruhankomponen , melalui batang 4 ke arah bawah.Sedang gerak potong dilakukan oleh pahatpotong no.1 yang dikunci dengan batang nomor3. Apabila dikendaki untuk membuat lobangyang lebih besar, maka kuci no 3 di kendorkan,batang nomor 2 digeser ke kiri, kemudiandikunci lagi dengan batang no 3, untukselanjutnya batang 4 dipasang pada spindel ptarmesin bor.

Uji fungsional dari jig drilling telah dilakukandan mampu menghasilkan pelubangan yangcukup presisi, walaupun masih kalahdibandingkan menggunakan mesin CNC. Tetapidengan alat bantu ini, mesin milling yang semulahanya untuk digunakan proses freis biasa,mampu diupgrade fungsinya. Pengujianfungsional jig bisa dilihat pada gambar 10.

Gambar 10. Uji fungsional jig drilling

4. KesimpulanKesimpulan yang dapat diambil adalah sebagaiberikut :1. Alat ini merupakan alat bantu yang bisaberfungsi untuk membuat lobang yang cukupbesar dengan range 40-80 mm bahkan bisa lebih.2. Jig drilling bisa dimanfaatkan untukmelakukan proses pembuatan lubang denganmesin yang ada di SMK Muhammadiyahkartasura3. Proses perubahan dari gambar desain kekondisi alat yang nyata, masih tetap bisadilakukan tanpa mengubah fungsional pokoknya.

Ucapan Terima KasihPenulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pemerintah Indonesia, yangtelah berkenan memberikan dana padapengabdian masyarakat ini melalui skim Ipteksbagi Masyarakat (Ibm) untuk periode tahun2016.

Daftar PustakaUtama, Didi Widya, Jemmy Setiawan dkk

(2012), Design Development Of FixtureModel In Manufacturing Spring Shackle,conference paper, diakses dihttps://www.researchgate.net/publication/305184502 pada tanggal 15 Nopember 2016

Mulyadi, Toto Srimulyati (2005), Jurnal TeknikMesin, volume 2, no.2, Desember 2005,ISSN 1829-8958

Hoffman, Edward G (1996), Jig and FixtureDesign, Fourth Edition, Delmar Publisher,America

Donaldson, Cyril, George H.Lecain, V.C.Gold(1985), Tool Design, Tata Mc Graw HillPublishing Company, New Delhi

jig drilling sebagai solusi pembuatan lubang chassis

Documents