PROSES MANUFAKTUR BAUT SEBAGAI PENERAPAN PROSES THREAD ROLLING

Susmitha Canny2515 100 022

cannysusmitha@gmail.com

Baut atau sekrup adalah suatu batang atau tabung dengan alur heliks pada permukaannya. Penggunaan utamanya adalah sebagai pengikat (fastener) untuk menahan dua objek bersama, dan sebagai pesawat   sederhana untuk  mengubah torsi (torque)  menjadi   gaya   linear.   Baut   dapat   juga didefinisikan sebagai bidang miring yang membungkus suatu batang. Sebagian besar baut dipererat dengan memutarnya searah jarum jam, yang disebut ulir kanan. Baut dengan ulir kiri digunakan pada kasus tertentu, misalnya saat baut akan menjadi pelaku torsi berlawanan arah jarum jam. Paper  ini dibuat  dengan tujuan untuk  lebih mengetahui  mengenai   tahapan-tahapan  machining  pembuatan baut. 

A. Nama ProsesBerikut, nama proses atau tahapan pembuatan baut yang tersedia dalam video:

1. Tahapan StraighteningProses   ini  adalah  proses  yang  berlawanan dengan bending.  Pada  umumnya  straightening dilaksanakan sebelum benda kerja diproses ke tahap selanjutnya. Proses ini menggunakan rol-rol   yang   dipasang   sejajar   dengan   ketinggian   sumbu   rol   yang   berbeda.   Dan   benda   kerja dilewatkan di tengahnya sehingga yang awalnya bengkok menjadi lurus dan halus.

2. Tahapan cuttingProses ini adalah tahapan pemotongan benda kerja sesuai dengan ukuran yang diharapkan biasanya proses cutting dan straightening berada dalam satu mesin yang sama.

3. Tahapan cold forgingProses   penempaan   atau   forging   adalah   proses   pembentukan   logam  untuk  menghasilkan produk   akhir   dengan  memberikan   gaya   tekan   dengan   laju   pembebanan   tertentu.   Pada pembentukan   ini,   benda   kerja   dipukul   atau   ditekan   dengan   perkakas  melalui   beberapa tahapan. Produk hasil tempa memiliki struktur serat/garis alir yang searah dengan kekuatan yang diharapkannya.  Garis alir proses tempa cenderung mengikuti pola bentuk luar benda tempanya.  Pada umumnya proses  tempa diaplikasikan untuk menghasilkan bentuk-bentuk yang tak beraturan,  dnegan ukuran mulai  dari  bentuk ukuran kecil   sampai  besar.  Operasi tempa pada umumnya dilakukan pada temperature tinggi atau hot working, terutama untuk benda kerja berukuran besar. Sebagian operasi tempa dilakukan pada temperature rendah atau  cold working  untuk benda kerja berukuran relative kecil. Untuk dapat menjadi produk akhir, biasanya pembentukan dengan forging dilakukan secara bertahap.

4. Tahapan Thread RollingThread   rolling  adalah  salah   satu  proses   rolling  untuk  membentuk  ulir.  Bentuk  helik   atau annular dihasilkan dari membentuk atau pengaturan kembali material polos, tidak membuang sebagian material seperti pada proses thread cutting atau grinding. Laju produksi umumnya lebih   tinggi   dibanding   yang   dihasilkan   cutting   atau   grinding,   dan   ulir   yang   dihasilkan mengalami perubahan sifat kekuatan dan fatique, permukaan yang dihasilkan lebih bagus dan permukaan kerja yang dikeraskan merupakan keuntungan tambahan. Kebanyakan pengerolan dilakukan dengan material polos pada tempratur ruangan, meskipun panas bisa diterapkan 

Susmitha Canny |1 | Proses Manufaktur

untuk  memudahkan   pembentukan   logam,   kebanyakan   lebih   sering   pada   kasus  material dengan kekerasan tinggi.

5. Tahapan Heat TreatPada tahapan ini baja atau benda kerja akan dipanaskan pada suhu tertentu. Pada heat treat sangat   perlu   untuk  memperhatikan   temperature   pemanasan   yang   dipakai   karena   untuk mencegah terjadinya mealting pada benda kerja.

6. Tahapan Uji TarikDilakukan uji tarik pada benda kerja dalam beberapa gaya tarik yang berbeda.

B. Fungsi ProsesDari   setiap   proses   pembuatan   baut   terdapat   tujuan   dan   fungsi   dari   setiap   tahapannya, 

adapun fungsinya sebagai berikut :1. Tahapan Starightening

Digunakan untuk meluruskan bahan kawat yang dihasilkan dari  proses manufaktur dimana kebanyakan dijumpai dalam bentuk gulungan. Karena jika kawat masih dalam kondisi tidak lurus atau bergelombang akan mengurangi kekuatan dari kawat. Selain itu, straightening juga dapat   digunakan   untuk  mengurangi   diameter   dan  membuat   kawat  menjadi   halus   tanpa adanya pink.

2. Tahapan cuttingDigunakan untuk memotong benda kerja sesuai dengan ukuran yang diharapkan.

3. Tahapan Cold ForgingDigunakan untuk mengepress atau menempa benda kerja sehingga akan diperoleh bentuk yang diharapkan proses pengepressan  ini  membutuhkan gaya yang besar terutama dalam cold forging. 

4. Tahapan Thread RollingDigunakan  memproduksi  ulir   pada  benda  kerja   silindris   atau  konis  dengan  menggunakan proses   pembentukan.   Tahapan   ini   berbeda  dengan   thread   turning   yang  harus  memakan benda kerja dan membuang sebagian material.

5. Tahapan Heat-treatDigunakan   untuk   meningkatkan   kekuatan   benda   kerja   dengan  memanaskan   pada   suhu tertentu.  Pada pembuatan baut  ini  dipakai suhu 650oF untuk pemanasan pertama dimana pada suhu ini baja tidak akan melebur justru semakin kuat. Untuk pemanasan kedua dipakai suhu yang mampu meningkatkan kesolidan dari baja.

6. Tahapan Uji TarikDigunakan untuk mengetahui kekuatan benda kerja dengan cara menarik benda kerja pada gaya tertentu hingga benda kerja putus. Hal ini juga berfungsi untuk menjaga kualitas produk yang dihasilkan.

C. Mesin dan MaterialAdapun mesin dan material yang digunakan, sebagai berikut :

1. Material   untuk   pembuatan   baut   digunakan   baja   paduan   antara  cold hard steel  dengan karbon.   Biasanya  paduan   aluminium atau  paduan   tembaga  yang  dipakai.   Selain   itu,   juga terdapat   material   tambahan   seperti   bubuk   pelumas   untuk   melumasi   saat   tahapan straightening.

2. Mesin yang dipakai :- Mesin Straightening dan Cutting  : Steel Wire Straightening and Cutting Machine

Susmitha Canny |2 | Proses Manufaktur

- Mesin cold forging : Cold Heading Machine- Mesin Thread Rolling : Thread Rolling Machine- Mesin Heat-treat : Heat Treatment Machine- Mesin Uji Tarik

D. Proses ManufacturProses manufaktur yang terjadi pada pembuatan baut sebagai berikut,

1. Proses pertama yang dilakukan yakni proses  straightening dan cutting. Proses ini dilakukan karena   material   yang   digunakan   yakni   kawat   dan   pada   umumnya   kawat   hasil   proses machining  berbentuk gulungan dimana ketika suatu benda kerja tidak dalam kondisi lurus dan halus tanpa pink akan membuatnya kekurang kekuatan sebab ada celah untuk terjadinya cracking. Oleh karena itu dilakukan proses straightening dengan memberikan bubuk pelumas (untuk mengurangi gesekan antara kawat dengan  dies) pemberian pelumas dilakukan pada besi   saat   besi   akan   dimasukkan   pada   dua   silinder   tekan   yang   posisinya   sangat   sempit sehingga   akan   diperoleh   kawat   dengan   diameter   yang   lebih   kecil   sesuai   keinginan   dan permukaan yang lebih halus.

Gambar 1. Proses straighteningSumber : https://www.youtube.com/watch?v=IdR2npGmtzI

Selanjutnya, proses  cutting yang berlangsung pada satu mesin dengan straightening dimana kawat akan dipotong sesuai dengan ukuran baut yang akan dibuat.

2. Proses  machining  selanjutnya  yakni,  cold forging.  Disebut  cold forging  karena  potongan kawat   tadi   tidak   perlu   dipanaskan   untuk   melakukan   proses   penempaan.   Energi   yang dibutuhkan  pada   cold   forging   sangat   besar   karena   kekuatan  gaya   yang  diberikan  untuk membuat kepala baut hingga mencapai ton-nan Newton. Sehingga pada mesin cold forging digunakan batu  bara  sebagai  bahan bakarnya.   Pada   proses   ini   akan dibentuk 20.000 kepala baut beserta hexnya   dalam   satu   hari   karena kecepatan alat ini yang sangat tinggi.  Hex disini terdiri dari 6 sisi yang berfungsi memudahkan   proses   pemakaian  baut nantinya.

Susmitha Canny |3 | Proses Manufaktur

Gambar 2. Baut hasil cold forgingSumber :

https://www.youtube.com/watch?v=IdR2npGmtzI

3. Proses  thread rolling  adalah proses pembuatan alur pada baut dengan cara menekan baut pada dies yang memili alur dengan gaya tekan yang tinggi. Sehingga, akan diperoleh baut dengan   ulir.   Proses   ini   lebih   baik   daripada   menggunakan  thread turning  yang   akan membuang sebagian material.

Gambar 3. Proses Thread RollingSumber : https://www.youtube.com/watch?v=IdR2npGmtzI

 E. Output Proses

Adapun output dari proses pembuatan baut sebagai berikut, 1. Tahapan  Straightening  dan  cutting  dihasilkan outputan berupa baja  yang telah   lurus dan 

halus serta dengan panjang sesuai keinginan.2. Tahapan cold forging diperoleh baut dengan heading yang telah berbentuk hex.3. Tahapan Thread rolling diperoleh baut dengan ulir.4. Tahapan Heat treat diperoleh baut dengan kekuatan dan tingkat kesolid-an yang tinggi.5. Tahapan Uji Tarik diperoleh baut dengan kualitas yang unggul karena mampu menahan gaya 

yang diberikan pada rentang tertentu. 

F. Kelebihan dan KekuranganDari   setiap  proses   yang  dilakukan   terdapat   beberpa   kelebihan  dan   kekurangan,   adapun 

kelebihan dan kekurangan dari setiap proses, yakni :Tabel 1. Kelebihan dan Kekurangan Proses No Nama 

TahapanKelebihan Kekurangan

1 Straighten ing

Mampu meningkatkan kekuatan dari benda   kerja   karena   mengurangi lekukan   dan   memperhalus permukaan.

Butuh konsumsi daya yang besar

2 Cutting a. Mampu  memotong   benda   kerja dengan   rapi   sehingga   kualitas 

a. proses pemotongan berlangsung lebih   lama   terutama   apabila 

Susmitha Canny |4 | Proses Manufaktur

produk yang dihasilkan tinggi.b. Toleransi tinggic. Bisa   untuk   memotong   benda 

yang keras

tuntutan   kehalusannya   tinggi karena harus menggunakan arus listrik yang lebih kecil.

b. Membuat   sudut   tajam   pada benda sangat sulit

c. Konsumsi daya tinggid. Tambahan   waktu   dan   biaya 

untuk membuat jalan wire3 Cold

forginga. Tidak membutuhkan pemanasanb. Ukuran dimensi baikc. Hasil permukaan halusd. Kekerasan   dan   kekuatan 

meningkate. Biaya perawatan murah

a. Gaya   yang   dibutuhkan   besar hanya untuk produk kecil.

b. Hanya   bahan   yang   lunak   yang bisa diproses.

c. Porositas dalam logam tetapd. Keuletan menurun

4 Thread rolling

a. Derajat   tinggi   untuk   keakuratan profil

b. Ulir lebih kuatc. Ketahanan aus meningkatd. Umur Fatigue meningkate. Waktu pengerjaan singkatf. Umur dies panjang

a. Satu mesin satu jenis benda kerja karena   silnder   tiap   benda berbeda-beda tergantung ukuran dan jenis alur yang dibuat.

5 Heat treat a. Meningkatkan   kekuatan   dan solidification dari benda kerja

a. Membutuhan   energy   untuk memanaskan benda kerja

6 Uji Tarik a. Dapat   mengetahui   kualitas   dan kekuatan benda.

a. Menghabiskan   benda   kerja karena   setiap   pengujian mengambil   langsung  dari   benda kerja yang telah diproses

G. Komponen MesinDari setiap mesin memiliki komponen-komponen penyusun yang terintegrasi menjadi sebuah 

mesin   yang   dapat   melaksanakan   suatu   tugas.   Adapun   komponen   dari   mesin-mesin   yang digunakan dalam proses pembuatan Baut adalah :- Mesin  Steel Wire Straightening and Cutting Machine :   CNC,   power   supply,   komponen 

mekanikat (work table or workstand) , dan dielektrik (menjaga konduktifitas air dan suhu)- Mesin Cold Heading Machine (Press machine) : alat press, shapes, hydraulic, punches, dan dies.- Mesin  Thread Rolling Machine  :  modifiable steel plate, hydraulic, rolling force, plunge, dan 

spindle.- Mesin Heat Treatment Machine : tungku dan pengatur suhu.- Mesin Uji Tarik : dial gage, indentor, anvil, crank handle, reset motor, dan dash pot . 

Susmitha Canny |5 | Proses Manufaktur

Gambar 4. Tensile machineSumber : https://yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/kekeran-rockwel.jpg

H. ReferensiBighoov1,   2015.   Factory  made   small   bolts,  https://www.youtube.com/watch?v=IdR2npGmtzI, 

diakses tanggal 04 November 2016Groover, M.P.,2001. Automation, Production System, and Computer Integrated Manufacturing,

Prentice Hall, New Jersey.KalpakjIan, Seroke, 2009. Manufacturing Engineering and Technology, 6th  edition, Prentice Hall, 

Singapore.

Susmitha Canny |6 | Proses Manufaktur