No.Alumni

................................... RISKI

No. Alumni Fakultas

........................................

BIODATA

(a) Tempat / tanggal lahir: Bukittinggi / 01 mei 1991 (b) Nama Orang Tua:

alm. Nasril (c) Fakultas: Politeknik Negeri Padang (d) Jurusan: Teknik

Mesin Konsentrasi: Produksi (e) No.Bp: 1201013068 (f) Tanggal Lulus:

07 Desember 2015 (g) Prediket Lulus: Sangat Memuaskan (h) IPK: 2,92 (i)

Lama Studi: 3 Tahun 3 Bulan (j) Alamat Orang Tua: Kampuang Baru, Jor.

Limo suku. Kec. Sungai pua. Kab AGAM.

RANCANG BANGUN PRESS TOOL PEMBUATAN

RING PLAT UNTUK BAUT M 10

Tugas Akhir DIII Oleh: Riski

Pembimbing: 1. Zulhendri, ST.,MT 2. Yuliarman, ST.,MT

ABSTRAK

Pada saat ini Press tool banyak digunakan untuk membuat produk atau proses pengerjaan

logam dalam bidang manufaktur, salah satunya adalah proses Press tool baik berupa proses

pembentukan dan pemotongan yang dilakukan dengan memberikan gaya pada logam hingga pada

batas plastis, sehingga hasil pembentukan sesuai dengan bentuk yang di inginkan. Pemanfaatan press

tool dalam produksi masal akan menghasilkan produk dalam jumlah besar dengan ukuran presisi

dalam waktu yang relatif singkat. Perancangan press tool pembuat ring plat ini memodifikasi dari

press tool yang sudah ada, memodifikasi yang dilakukan yaitu dengan mengganti punch dan dies

pada alat yang sudah ada tersebut untuk proses pierching dan blanking. Proses pengerjaan pada press

tool ini merupakan proses pemotongan lembaran plat dengan bahan ST 37 dengan tebal bahan 1 mm.

Alat press tool ini dengan proses pierching dan blanking dapat digunakan untuk menghasilkan

produk berbentuk ring plat dengan ukuran M 10. Yang dapat digunakan pada dunia industri rumah

tangga karena pengoperasiannya yang mudah.

Kata kunci : Press Tool, Pierching, Blanking.

Tugas akhir ini telah dipertahankan didepan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal 07

Desember 2015. Abstrak telah disetujui oleh Penguji:

Tanda

Tangan

Nama

Terang

Yuliarman,ST.,MT

Ketua

Bukhari, ST .,MT

Sekretaris

Nasrullah,ST.,MT

Anggota 1

Syafril,ST.,,MP

Anggota 2

Mengetahui:

Ketua Jurusan Hanif, ST.,MT

Nip.19710902 199802 1 001 Tanda Tangan

Alumnus telah mendaftar ke Politeknik Negeri Padang dan mendapatkan nomor alumnus :

Nomor Alumni Fakultas Petugas Fakultas

Nama Tanda Tangan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini banyak cara pembuatan produk atau proses pengerjaan logam di

bidang manufaktur, yaitu dengan proses pembentukan dan pemotongan. Proses

pemotongan merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengubah bentuk suatu

produk dari logam dengan cara memotong. Pembentukan dilakukan dengan

memberikan gaya pada logam hingga batas plastis, bentuk hasil pembentukan sesua

idengan cetakan.

Jika dilihat dalam kehidupan sehari-hari banyak benda yang dibuat dengan

press tool diantaranya : sendok, panci, part kendaraan, alat listrik , ring dan

sebagainya. Ring merupakan salah satu produk yang dihasilkan press tool dengan

proses pemotongan. Ring digunakan sebagai pencegah gesekan langsung pada

sambungan yang menggunakan baut dan sekrup agar tidak aus pada saat penguncian.

Ring tidak hanya digunakan pada otomotif saja tetapi saat ini juga digunakan pada

konstruksi bangunan yang menggunakan konstruksi logam.

Modifikasi pada sebuah alat bermaksud untuk memberikan perubahan pada alat

tersebut yang tidak lain untuk mendapatkan hasil yang akan berpengaruh pada proses

kerja pada alat tersebut. Proses kerja pada press tool ada beberapa cara yang

diantaranya adalah Simple tool, Compound tool, dan Progresive tool

Proses kerja Press tool yang memiliki beberapa kelebihan dibandingkan proses

kerja press tool lainnya diantaranya konstruksi yang lebih simple. Dengan modifikasi

tersebut penulis tertarik untuk membuat tugas akhir dengan judul “RANCANG

BANGUN PRESS TOOL UNTUK PEMBUATAN RING PLAT M10”.

2

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah yang diangkat sebagai laporan tugas akhir ini adalah sebagai

berikut :

1. Bentuk ring plat yang sederhana dapat dibuat secara otomatis dan dapat

dijadikan sebagai industri rumah tangga.

2. Perancangan press tool untuk membuat ring plat.

1.3 Tujuan

1.3.1 Tujuan Umum

Adapun tujuan umum dari laporan tugas akhir ini adalah:

1. Untuk memenuhi salah satu syarat lulus program Diploma III (DIII)

Jurusan Teknik Mesin di Politeknik Negeri Padang.

2. Mengasah kemampuan mahasiswa untuk berfikir analitis dan

memecahkan masalah berdasarkan hal yang telah dipelajari baik di

bangku perkuliahan maupun dilapangan.

3. Membuka wawasan mahasiswa mengenai aplikasi dan implementasi

bidang ilmu yang telah dipelajari pada dunia nyata.

1.3.2 Tujuan Khusus

Adapun tujuan khusus dari laporan tugas akhir ini adalah:

1. Dapat merancang press tool

2. Dapat merancang sebuah alat bantu produksi berupa press tool yang

efektif dan efisien.

3. Dapat membuat press tool pencetak ring plat dengan baik dan benar.

3

1.4 Batasan Masalah

Dari masalah inilah penulis merencanakan press tool (alat potong) ini,

disamping masalah lain yang menjadi pertimbangan dalam pembuatan proposal tugas

akhir ini, antara lain :

1. Bentuk rancangan press tool pencetak ring plat

2. Gaya – gaya yang bekerja pada saat melakukan pemotongan pada plat

sehingga menghasilkan produk berbentuk ring yang sesuai dengan ukuran

yang direncanakan.

3. Menstruktur komponen – komponen press tool.

4. Menentukan komponen – komponen yang dapat memaksilmalkan kinerja

dari press tool yang direncanakan.

5. Persamaan yang digunakan dalam membuat rancangan press tool.

6. Membuat press tool yang direncanakan dengan menggunakan peralatan

yang tersedia di bengkel teknologi mekanik Politeknik Negeri Padang.

1.5 Manfaat

1.5.1 Bagi Mahasiswa

a. Merupakan proses belajar secara nyata dalam mengembangkan,

memodifikasi dan menciptakan suatu alat yang bermanfaat untuk diri

sendiri maupun orang lain.

b. Sebagai proses pembentukan karakter kerja mahasiswa dalam menghadapi

persaingan di dunia kerja.

c. Sarana dalam menerapkan ilmu yang didapat selama kuliah untuk

mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi ( IPTEK ).

d. Membangkitkan minat dalam mengamati, mempelajari dan

mengembangkan alat tersebut serta melatih untuk bekerja dalam sebuah

tim.

4

1.5.2 Bagi Masyarakat

a. Mendorong masyarakat umum agar berfikir ilmiah, dinamis dan berperan

aktif dalam dunia teknologi yang semakin berkembang pesat.

b. Membantu dalam meningkatkan efektifitas dan efisiensi produksi ring plat.

c. Mengurangi biaya produksi.

1.5.3 Bagi Dunia Pendidikan

a. Memberikan masukan yang positif terhadap pengembangan dan

pemberdayaan teknologi tepat guna.

b. Sebagai bahan kajian untuk mengembangkan teknologi yang lebih maju dan

berdaya guna.

1.6 Metode Pengumpulan Data

Metoda pemgumpulan data merupakan faktor yang sangat penting dalam

penyusunan tugas akhir dan dalam hal ini metoda pengumpulan data yang penulis

gunakan adalah :

1) Metoda Observasi

Yaitu dengan melakukan pengamatan dan penganalisaan dilapangan.

2) Metoda Literatur

Yaitu dengan mencari data-data valid melalui buku yang di dapatkan pada

perpustakaan maupun melalui sumber-sumber lain yang berhubungan dengan

masalah yang dikaji atau yang sedang dipecahkan.

5

1.7 Sistematika Penulisan Laporan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan latar belakang masalah, alasan pemilihan judul,

tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisikan landasan teori. Isi landasan teoripada proposal TA.

BAB III METODOLOGI

Bab ini berisikan uraian tentang langkah-langkah atau metodologi

penyelesaian masalah materi tugas akhir. Jika memungkinkan dibuat

dalam bentuk diagram alir (flow chart).

BAB IV PEMBAHASAN

Bab ini berisikan proses pembahasan dan hasil. Pembahasan tentang

hasil yang diperoleh dibuat berupa penjelasan teoritik, baik secara

kualitatif, kuatitatif atau statistik.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran. Kesimpulan adalah

memberikan gambaran akhir dari pembahasan.Saran dibuat

berdasarkan pengalaman penulis ditujukan kepada para mahasiswa

atau pembaca yang ingin melanjutkan atau mengembangkan

pembahasan topik ini.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

6

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Press Tool (Alat Tekan)

Press tool (alat tekan) adalah suatu alat yang digunakan untuk memotong

atau membentuk plat yang tipis menjadi bentuk tertentu dengan menggunakan

proses penekanan atau mesin press. Press tool kadang-kadang dalam suatu alat

dapat berfungsi sebagai alat pemotongan dan pembentukan sekaligus. Dengan

prinsip penekanan press tool ini dapat menghasilkan produksi yang ratusan atau

ribuan jumlahnya dalam waktu yang relatif singkat, sehingga dapat melakukan

penghematan waktu dan sekaligus penghematan biaya produksi.

Press tool dalam bekerja menggunakan mesin press dan mesin press yang

digunakan mempunyai dua jenis yaitu:

1. Mesin press mekanik atau eksentrik

2. Mesin press hidrolik

Press tool pada dasarnya dapat dibagi menjadi 2 kelompok yaitu:

a. Alat-alat potong (cutting tools)

b. Alat-alat pembentuk (forming tools)

2.2 Klasifikasi Press Tool

Press Tool dapat Di klasifikasikan menjadi beberapa macam menurut proses

pengerjaan yang dilakukan pada die yaitu: simple tool, compound tool dan

progressive tool.

1. Simple Tool

Simple Tool adalah jenis dari press tool yang paling sederhana, dimana hanya

terjadi satu proses pengerjaan dan satu stationdalam satu alat. Pemakaian jenis

simple tool ini mempunyai keuntungan dan kerugian.

7

Keuntungan simple tool :

Dapat melakukan proses pengerjaan tertentu dalam waktu yang singkat.

Kontruksinya relatif sederhana

Harga alat relatif murah.

Kerugian simple tool:

Hanya mampu melakukan proses-proses pengerjaan untuk produk yang

sederhana sehingga untuk jenis pengerjaan yang rumit tidak dapat

dilakukan oleh jenis press tool ini.

Proses pengerjaan yang dapat dilakukan hanya satu jenis saja.

Gambar 2.1 Simple Tool

8

2. Compound Tool

Pada press tool jenis ini, dalam satu penekanan pada satu station terdapat

lebih dari satu pengerjaan, dimana proses pengerjaannya dilakukan secara

serentak. Pemakaian jenis compound tool ini juga mempunyai keuntungan dan

kerugian.

Keuntungan compound tool:

Dapat melakukan beberapa proses pengerjaan dalam waktu yang

bersamaan pada station yang sama.

Kerataan dan kepresisian dapat dicapai.

Hasil produksi yang dicapai mempunyai ukuran yang lebih teliti.

Kerugian compound tool:

Konstruksi dies menjadi lebih rumit.

Terlalu sulit untuk mengerjakan material yang tebal.

Dengan beberapa proses pengerjaan dalam satu station menyebabkan

perkakas cepat rusak

Gambar 2.2 Compound Tool

9

3. Progressive Tool

Progressive Tool merupakan peralatan tekan yang menggabungkan sejumlah

operasi pemotongan atau pembentukkan lembaran logam pada dua atau lebih

station kerja, selama setiap langkah kerja membentuk suatu produk jadi.

Keuntungan progressive tool:

Dapat diperoleh waktu pengerjaan produksi yang relatif singkat

dibandingkan simple tool.

Pergerakkan menjadi lebih efektif.

Dapat melakukan pemotongan bentuk yang rumit pada langkah yang

berbeda.

Kerugian progressive tool:

Ukuran alat lebih besar bila dibandingkan simple tool dan compound tool.

Biaya perawatan besar.

Harga relatif lebih mahal karena bentuknya rumit.

Gambar 2.3 Progressive Tool

10

2.3 Jenis - Jenis Pengerjaan Pada Press Tool

Berdasarkan proses pengerjaannya, press tool dibedakan menjadi dua

kelompok besar, yaitu:

1. Cutting Tool

Yaitu suatu proses pengerjaan yang dilakukan dengan cara menghilangkan

sebagian material atau pemotongan menjadi bentuk yang sesuai dengan

keinginan. Adapun proses yang tergolong dalam cutting tool ini adalah sebagai

berikut:

a. Pierching

Pierching adalah proses pemotongan material oleh punch dengan prinsip

kerjanya sama dengan proses blanking, namun seluruh sisi potong punch

melakukan proses pemotongan. Pada alat ini proses pierching adalah punch

untuk membuat lubang.

Gambar 2.4 Proses Pierching

11

b. Blanking

Merupakan proses pengerjaan material dengan tujuan mengambil hasil

produksi yang sesuai dengan punch yang digunakan untuk menembus atau

dengan sistem langkah penekanan. Pada umumnya proses ini dilakukan untuk

membuat benda kerja dengan cepat dan berjumlah banyak dengan biaya murah.

Gambar 2.5 Proses Blanking

c. Notching

Notching adalah proses pemotongan oleh punch, dengan minimal dua sisi

yang terpotong, namun tidak seluruh sisi punch melakukan pemotongan. Tujuan

dalam pemotongan ini adalah untuk menghilangkan sebagian material pada

tempat-tempat tertentu yang diinginkan.

Gambar 2.6 Proses Notching

12

d. Parting

Parting adalah proses pemotongan untuk memisahkan blank melalui satu

garis potong atau dua garis potong antara komponen yang satu dengan

komponen yang lain. Biasanya proses ini digunakan pada pengerjaan bentuk-

bentuk blank yang tidak rumit atau bentuk material yang sederhana.

Gambar 2.7 Proses Parting

e. Shaving

Shavingmerupakan proses pemotongan material dengan sistem mencukur,

dengan maksud untuk menghaluskan permukaan hasil proses blanking atau

pierching guna mendapatkan ukuran teliti dari hasil pemotongan yang

dilakukan terlebih dahulu.

Punch

Die

Scrap

Gambar 2.8 Proses Shaving

13

f. Trimming

Trimming adalah merupakan proses pemotongaan material sisa, guna

mendapatkan fininshing ini digunakan untuk memotong sisa penarikan dalam

maupun benda hasil penuangan.

Excessive Material

Trimmed

Gambar 2.9 Proses Trimming

g. Cropping

Croppingadalah merupakan proses pemotongan material atau benda kerja tanpa

meninggalkan sisa. Proses yang terjadi pada Cropping ini sama dengan proses

yang terjadi pada Blanking, akan tetapi dalam Cropping tidak ada bagian yang

tertinggal. Benda kerja akan terpotong dan cenderung sudah mempunyai ukuran

lebar yang sama dengan ukuran yang diminta serta mempunyai panjang material

sesuai dengan jumlah komponen yang diminta. Proses Cropping ini digunakan

untuk membuat komponen Blanking berbentuk sederhana, tidak rumit dan

teratur.

Stock Strip

Cropped Part

Scrap

Gambar 2.10 Proses Cropping

14

h. Lanzing

Lanzing adalah merupakan proses pengerjaan gabungan antara penekukan

(bending) dan pemotongan (cutting). Hasil proses ini berupa suatu tonjolan.

Sedangkan punch yang digunakan sedemikian rupa, sehingga punch dapat

memotong pelat pada dua sisi sampai tiga sisi serta pembengkokannya pada sisi

punch yang keempat. (Press Tool 1).

Gambar 2.11 Proses Lanzing

2. Forming Tool

Yaitu proses pengerjaan material yang dilakukan tanpa pengurangan atau

penghilangan, akan tetapi hanya mengubah bentuk geometris benda kerja. Yang

tergolong dalam forming tool adalah bending, flanging, deepdrawing, curling

dan embossing.

15

a. Bending

Proses bending merupakan proses pembengkokkan material sesuai dengan yang

dikehendaki. Proses pembendingan dapat dilakukan pada proses dingin ataupun

pada proses panas. Perubahan yang terjadi pada proses ini hanya bentuknya saja

namun volume material yang dibendingkan akan tetap (Press Tool 1).

Gambar 2.12 Proses Bending

b. Flanging

Flanging adalah proses yang menyerupai proses bending hanya perbedaanya

terletak pada garis bengkok yaitu bukan merupakan garis lurus namun

merupakan radius. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:

Shrink flange

Gambar 2.13 Proses Flanging

16

c. Deep Drawing

Deep Drawing merupakan proses penekanan benda yang diinginkan dengan

kedalaman cetakan sampai batas deformasi plastis. Tujuannya adalah untuk

memperoleh bentuk tertentu dan biasanya tebal material akan berubah setelah

proses ini. (Press Tool 1). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.16

berikut:

Gambar 2.14 Proses Deep Drawing

d. Curling

Merupakan pembentukkan profil yang dilakukan pada salah satu ujung material.

Gambar 2.15 Curling

17

e. Embossing

Embossing merupakan proses pembentukkan contour material pada salah satu

sisi material tersebut.

Gambar 2.16 Embossing

2.4 Operasi Pemotongan

Pemotongan lembaran pelat disesuaikan dengan aksi pemotongan antara

dua buah mata pisau pemotong . Aksi pemotongan ada empat tahapan seperti

tampak pada Gambar 2.19 berikut ini :

Gambar 2.17 Proses Pemotongan Lembaran Plat Antara Dua Mata Pisau

Langkah awal dijelaskan bahwa punch merupakan mata potong bagian atas.

(1) sebelum punch menyentuh lembaran plat (benda kerja) dimana kecepatan

punch bergerak dengan kecepatan v = 0 tanpa beban , (2) punch mulai

menyusup masuk ke permukaan menuju cetakan bergerak dengan kecepatan

18

v1 dengan gaya F, maka pisau bagian dalam (dies) yang diam menahan

tekanan punch terhadap benda kerja, maka terjadilah deformasi plastis pada

benda kerja. (3) Seterusnya punch terus bergerak mendekati dan menyusup ke

benda kerja, maka bagian ini akan diperoleh permukaan pemotongan yang

lebih halus.

Secara umum daerah penyusupan diperkirakan sebesar 1/3 tebal lembaran

benda kerja. (4) Bila penekan diteruskan terhadap benda kerja maka akan

terjadi keretakan (fracture) terhadap sisi pemotongan benda kerja. Jika

kelonggaran (clearance)antarapunch dan dies dilakukan secar tepat dan benar

maka dua garis keretakan akan bertemu, hasil pemisahaan kedua benda relatif

lebih besar, atau sedikit sekali terdapat bagian yang tajam hasil pemotongan.

Pada bagian bawah permukaan benda kerja dari hasil pemotongan akan

membentuk radius dan daerah ini disebut dengan rollover atau disebut juga

dengan edge draw in, seperti tampak pada Gambar 2.20 berikut ini :

\\\\

Gambar 218. Karakteristik Sisi Hasil Pemotongan

Hal ini terjadi akibat aadanya penekanan awal yang dilakukan terhadap

permukaan pelat benda kerja terhadap cetakan sehingga terjadi perubahan

bentuk terhadap permukaan yang disebut dengan deformasi plastis. Menurut

Lange K., bentuk ini dipengaruhi oleh jenis material, kelonggaran punch dan

dies, dan ketajaman mata potong.

19

Bagian atas rollover terbentuk hasil pemotongan yang lebih halus, daerah ini

disebut barnish atau smooth-sheared. Ini dihasilkan karena menyusupnya

pelat terhadap cetakan akibat penekanan punch, dan masih mampu ditahan

oleh dies sehimgga terjadi pemotongan bukan karena retak atau dengan kata

lain punch mampu menyusup ke benda kerja sebelum terjadi keretakan pada

benda kerja. Selanjutnya pada bagian atasburnish disebut dengan daerah

fractured, pada daerah ini terdapat bagian sisi pemotong yang relatif kasar.

Bagian ini tidak terdapat hasilpemotongan namun terpisahnya atau lepasnya

benda ini akibat adanya keretakan.

Pada sisi bagian atas hasil pemotongan atau permukaan yang menyentuh

punch disebut burr yang merupakan sisi tajam yang menonjol. Terbetuknya

burr dan besar ketinggiannya (burr height) ditentukan oleh faktor material

produk dan ketajaman alat potong (tools), dan juga dipengaruhi oleh keausan

pada alat potong (tool edges wear)dan kelonggaran antara punch dan dies yang

tepat (optimim clearance).

Kelonggaran yang besar menimbulkan defirmasi plastis yang lebih besar,

sehingga menimbulkan pemisahan yang lambat dan kan menimbulkan

pembentukan burr akibat ditarik oleh bagian permukaan sisi punch. Oleh

sebab itu terbentuknya burr dapat dihindari dengan menentukan besarnya

kelonggaran antara punch dan dies, besarnya kedalaman penyusupan dengan

benar, besar keretakan sama dengan besar kelonggaran.

20

Komponen-komponen gaya pada operasi pemotongan dapat dilihat pada

Gambar 2.21 berikut ini :

Gambar 2. 19 Komponen Gaya Proses Pemotongan

Gaya Fv dan F’v bereaksi pada jarak yang pendek dekat dengan sisi potong.

Hal ini disebabkan oleh adanya distribusi tegangan kompresi yang tidak

beraturan sepanjang daerah mata pisau jarak L dihasilkan oleh suatu gaya yang

menyebabkan momen bengkok atau perubahan sudut pada benda kerja. Reaksi

momen menyebabkan momen perlawanan bengkok menghasilkan bengkokan

dan tegangan normal horizontal (stress normal horizontal / SNH) pada benda

kerja dan alat potong. SNH dapat digantikan oleh gaya resultan FHdan F’H.

Gaya horizontal tambahan akan timbul bila alat potong tidak mempunyai

sudut 90° atau ketika permukaan benda kerja tidak tegak lurus terhadap arah

permukaan plat.

Sebagai tambahan gaya-gaya diatas gaya-gaya gesek juga bereaksi pada alat

potong. Gaya-gaya horizontal FH dan F’H menyebabkan gaya-gaya gesek

pada sisi permukaan dari alat potong dinamakan μFH dan μF’H. Gaya

potong terdapat pada permukaan material di permukaan alat potong

menyebabkan gaya-gaya gesek μFH dan μF’H.

21

2.5 Rumus Gaya-Gaya Perencanaan

Dalam perencanaan ini dibutuhkan dasar-dasar perhitungan yang

menggunakan teori dan rumus-rumus tertentu. Adapun teori dan rumus-rumus

tersebut antara lain untuk mecari gaya-gaya perencanaan terlebih dahulu

mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada suatu rancang bangun benda.

Adapun gaya-gaya yang terjadi:

a. Gaya Pierching

Untuk menentukan gaya pierching dapat digunakan rumus seperti dibawah ini :

Fp = 0,8 U t t.......................................................(1)

Keterangan :

U = panjang sisi potong (mm)

t = tebal material proses (mm)

t = tegangan tarik bahan (N/mm2)

Fp = gaya piercing (N)

0,8 merupakan konversi dari tegangan tarik ke tegangan geser untuk bahan yang

mempunyai tegangan tarik kurang dari 900 N/mm2 .

b. Gaya Notching

Gaya notching ini dapat dicari dengan menggunakan rumus:

Fn = 0,8 U t t..........................................................(2)

Keterangan :

U = panjang sisi potong (mm)

t = tebal material proses (mm)

t = tegangan tarik bahan (N/mm2)

Fn = gaya notching (N)

22

c. Gaya Blanking

Untuk menentukan gaya blanking ini dapat diketahui dengan menggunakan

rumus :

Fb = 0,8 U t t .........................................................(3)

Keterangan :

U = panjang sisi potong (mm)

t = tebal material proses (mm)

t = tegangan tarik bahan (N/mm2)

Fb = gaya blanking (N)

d. Gaya Forming (Deep Drawing)

Gaya pembentukan yang terjadi dapat dicari dengan menggunakan rumus :

F = d t t (d

D- K) .................................................(4)

Keterangan :

F = Gaya pembentukan (N/mm2)

d = Diameter pembentukan benda kerja (mm)

t = Tegangan Tarik (N/mm2)

D = Diameter bentangan benda kerja sebelum dibentuk (mm)

t = Tebal Pelat (mm)

K = Konstanta (0,6 ÷ 0,7)

23

e. Gaya Pegas Stripper

Pada perencanaan ini posisi stripper terletak pada unit bawah dan tebal

spesimen yang akan dibentuk adalah 1 mm, maka langkah untuk menentukan

gaya pegas stripper adalah sebagai berikut:

Fps = 5÷20% x F Total.........................................................(5)

Keterangan :

Fps = Gaya pegas stipper (N)

F = Gaya Total (N)

f. Perhitungan Gaya Pegas Pelontar

Untuk mencari gaya pegas pelontar ini dihitung terlebih dahulu volume pena

pelontar dengan rumus:

V = 4

.. 2 tD...........................................................................(6)

Keterangan :

V = Volume pena pelontar (mm3)

D = Diameter pena pelontar (mm)

t = Tinggi pena pelontar (mm)

Kemudian dicari jumlah massa totalnya dengan rumus :

M = V. ..............................................................................(7)

Keterangan :

= massa jenis bahan (kg/m3)

V = Volume pena pelontar (mm3)

M = massa total (kg)

Baru didapat gaya pegas pelontar, yaitu :

F = m .g...............................................................................(8)

Keterangan :

F = Gaya pegas (N)

m = Massa bahan (kg)

g = Gravitasi bumi (9,81 m/s2)

24

g. Rumus Mencari Panjang Punch Maksimum

Dalam mencari panjang Punch maksimum dipakai punch yang memiliki

diameter terkecil atau yang paling kritis.

Fb

IELMaks

..2

....................................................................(9)

Keterangan :

Lmaks = Panjang Punch maksimum (mm)

E = Modulus Elastisitas (N/mm2)

I = Momen Inersia bahan (mm4)

Rm = Tegangan tarik bahan (N/mm2)

S = Tebal material (mm)

r = Jari-jari Punch terkecil (mm)

Fb = gaya maksimum (N)

h. Rumus mencari tebal Die

Rumus Empiris mencari tebal pelat untuk mencari tebal Die berdasarkan gaya

total yang di butuhkan untuk perencanaan press tool adalah :

3

g

totFH ......................................................................(10)

Keterangan :

H = Tebal Die (mm)

g = Gravitasi bumi (9,81 m/det2)

Ftot = Gaya total (N)

25

i. Perhitungan Gaya Buckling

Batang punch yang ramping cendrungcuntuk melengkung dan akibatnya akan

timbul momen. Gejala seperti ini disebut buckling. Besar gaya bucklimg

menurut rumus euler sebagai berikut :

Fb = E · I min ·π² ………..........…( Budiarto. 2001,hal 81 )

S²

Keterangan :

Fb = Gaya Buckling ( N )

E = Modulus Elastisitas ( N/mm² )

Imin = Momen Inersia ( mm )

S = Panjang Punch ( mm )

Gaya bucklimg dapat juga dicari berdasarkan kerampingannya, yaitu :

λ ≥ λ0 Digunakan untuk rumus euler

λ < λo Digunakan untuk rumus tetmejer

λ = S/i

i = A

I

Keterangan :

S = Panjang Batang (mm )

A = Luas penampang ( mm² )

i = jari- jari girasi

λ = kerampingan

I = Momen Inersia

Apabila menggunakan rumus tetmejer maka rumusnya adalah sebagai berikut:

26

Tabel 2. 1 Harga Elastisitas Pada Rumus Tetmejer

Bahan E( N /mm²) λ0 Rumus tetmejer

ST 37 210.000 105 δB = 310 – 1,14 λ

ST 50 dan ST 60 210.000 89 δB = 335 – 0,6 λ

Besi tuang 100.000 80 δB = 776 - 12λ + 0,053λ

j. Rumus Titik Berat Gaya

F

xiFX

..........................................................................(11)

F

yiFY

...........................................................................(12)

Keterangan :

X = Titik berat terhadap sumbu x

Y = Titik berat terhadap sumbu y

xi = Titik berat ke-i terhadap sumbu x

yi = Titik berat ke-i terhadap sumbu y

ΣF = Gaya proses pada satu bidang (N)

27

k. Perhitungan Pelat Atas

Pada pelat atas akan terjadi tegangan bengkok yang diakibatkan gaya-gaya

reaksi dari Punch. Besarnya tegangan yang terjadi adalah:

h = i.

max.6

b

Mb.................................................................(13)

σi =σt / v

Keterangan :

h = Tebal pelat (mm)

MB maks = Momen bengkok maksimum

b = Panjang pelat atas yang direncanakan (mm)

σi = Tegangan tarik izin (N/ mm2)

v = Faktor keamanan

l. Perhitungan Pelat Bawah

Untuk merencanakan pelat bawah sama dengan perencanaan pelat atas, yaitu

dengan memperhitungkan momen yang terjadi pada pelat bawah.

m. Perhitungan Kedalaman Sisi Potong

H = 3 x s..............................................................................(14)

bila s < 2 mm

Keterangan :

H = Kedalaman kelonggaran (mm)

S = Tebal pelat (mm)

28

n. Perhitungan Diameter pillar

Pada perencanaan ini diameter pillar dihitung agar tidak terjadi bengkok, karena

pelat atas dan pelat bawah kemungkinan presisi sehingga akan terjadi

kelengkungan sewaktu pengerjaan berlansung, diameter pillar dapat dihitung

dengan mengunakan rumus yaitu :

D = tx

xFgp4.........................................................(Kurmi, R.S. 1982, hal 337)

Keterangan :

Fgp = Ft / n

Ft = Gaya total (N)

n = Jumlah pillar

D = dismeter pilar (mm)

2.6 Kelonggaran (Clearance)

Kelonggaran atau clearance adalah suatu ukuran antara punch dan dies.

Ada beberapa fungsi kelonggaran (clearance) diantaranya adalah :

1. Mencegah terjadinya gesekan antara punch dan dies saaat operasi

pemotongan, gesekan semakin besar bila kelonggaran antara punch

dan dies terlalu kecildan sebaliknya gesekan kecil bila kelonggaran

besar.

2. Menentukan kualitas sisi potong yang diharapkan, kelonggaran yang

lebih kecil menghasilkan hasil yang lebih halus dan lebih baik.

3. Menentukan ketepatan toleransi produk hasil yang diperoleh,

kelonggaran yang lebih kecil dan membentuk beberapa toleransi

produk yang lebih baik .

4. Berpengaruh terhadap burr (Gambar 2.20) yang terjadi beralur lebih

kecil bila kelonggaran lebih kecil.

29

Kelonggaran clearance diklasifikasikan dalam tiga bagian besar, yaitu :

1. Excesive clearance (kasar)

Excesive clearanceterjadi akibat beberapa hal diantaranya :

a. Kelonggaran antara punch dan dies besar membentuk burr yang besar.

b. Bibir plat pada permukaan yang terpotong membentuk radius yang

cukup besar.

c. Permukaan bawah bibir blan membentuk radius.

d. Penetrasi pemotongan kecil.

2. Proper clearance (normal)

Proper clearance terjadi akibat beberapa hal berikut ini :

a. Kelonggaran antara punch dan dies normal atau medium.

b. Bentuk burr relatif kecil.

c. Radius pada bibir plat terpotong relatif kecil.

d. Penetrasi pemotongan dapat mencapai ½ tebal plat.

3. Insufficient clearance (halus)

Kelonggaran ini disebabkan oleh :

a. Kelonggaran relatif kecil.

b. Membentuk dua bidang sisi potong pada patahan.

c. Burr sangat kecil.

d. Tahanan pemotongan lebih besar.

Ada beberapa rekomendasi dari beberapa pakar dan literatur untuk menentukan

besar kelonggaran antara punch dan dies untuk bahan logam. Dari beberapa

rekomendasi inilah perencanaan menentukan ukuran punch dan dies. Untuk

memperjelas maksud diatas, maka uraiannya dapat dilihat berikut ini :

1) Groover M. P., menetapkan kelonggaran sebagai berikut :

c = a .t (mm).......................................................................(15)

Keterangan :

c = kelonggaran (clearance) (mm)

a = konstanta, harganya dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut ini.

t = tebal plat (mm)

30

Tabel 2. 2 Kelonggaran Punch dan Dies Untuk Beberapa Bahan

Metal Group A

11005 And 50,25 Aluminium Alloys, All Tempers 0,045

21245 and 6061 ST Alloys, Brass All Tempers, Solf

Cold Rolled Steel, Stainless Steel 0,060

Cold Rolled Steel, Half Hard, Stainless Steel Half hard

and full Hard 0,075

Sumber : Groover M.P.,2002, Fundamentals Of Modern Manufacturing, p, 439

2) Kalpakjian S., Menetapkan kelonggaranya secara umum adalah 2 s.d 10

% dari tebal plat. Untuk pemotongan yang halus (fine Blanking) 1% dari

tebal plat (untuk kecepatan pons yang rendah / slow punching speeds).

3) Sckey J.A., menetapkan kelonggaran yang dianjurkan adalah sebesar

0,04 s.d 0,12 h, h adalah ketebalan dari material yang dipotong.

4) Luchsinger H.R., secra umum untuk menentukan kelonggaran (C) antara

punch dan dies adalah sebagai berikut :

a. Untuk ketebalan plat s ≤ 3 mm

.............................................................(16)

b. Untuk ketebalan s ≥ 3 mm

....................................(17)

31

Keterangan :

C = clearance (mm)

k = konstanta

0,005 untuk permukaan halus

0,010 untuk permukaan normal

0,035 untuk permukaan kasar

S = tebal plat yang dipotong (mm)

TB = tegangan geser (shear stress) bahan (kg/mm2)

Tegangan geser 0,8 tegangan tarik bahan.

5) Alamsyah A., untuk menentukan kelonggaran direkomendasikan

berdasarkan Tabel 2.3 berikut ini :

Tabel 2. 3 Rekomendasi Kelonggaran (Clearance) (% x ketebalan)

Jenis material Kekuatan material

(kg/mm2)

% x Tebal pelat

Mild steel > 25 2 s.d 3

Mild steel 25 s.d 40 3 s.d 5

Steel 40 s.d 80 5 s.d 9

Jenis material Kekuatan material

(kg/mm2)

% x Tebal pelat

Al, Brass, Copper - 2 s.d 4

Sumber : Alamsyah A., 1993, Pemilihan Baja Perkakas dan Perlakuan

Panasnya

6) Sharma P. C., kelonggaran punch dan dies untuk beberapa macam metal

adalah C = % tebal pelat atau % x t (lihat Tabel 2.4)

32

Tabel 2. 4 Rekomendasi Kelonggaran Menurut Sharma P.C

Jenis Material Kelonggaran

C = % x tebal pelat

Brass 5

Soft Steel 5

Medium Steel 6

Hard Steel 7

Aluminium 10

Sumber : Sharma P.C., 2003 Production Engineering. S, Cand & Company

LTD. Ram Nagar, New Delhi – 110 055

7) Sharma P.C., Juga menentukan kelonggaran dengan melakukan

perhitungan memakia rumus :

.............................................................(18)

Keterangan :

C = Kelonggaran (mm)

t = tebal pelat (mm)

τg = tegangan geser material (kg/mm2)

33

BAB III

METODOLOGI

3.1 Diagram Alir Tugas Akhir

Gambar 3.1 Diagram Alir Tugas Akhir

Mulai

OK

Tidak

Ya

Modifikasi

Perhitungan

PembuatanMesin

OK

Tidak

Ya

Pembuatan Alat

Konsultasi

Pembimbing

OK

Ya

Selesai

Pemilihan

Judul

Pengumpulan Data

dan Studi Literatur

Pembuatan

Proposal Tugas

akhir

Konsultasi

Pembimbing

Desain Layout

Perencanaan Komponen

Utama

Pembuatan Laporan

34

3.2 Alat dan Bahan

Pembuatan tugas akhir ini mencakupi alat dan bahan yang akan digunakan.

Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah

3.2.1 Alat

Press Tool dibuat dengan menggunakan peralatan-peralatan utama,

antara lain mesin konvensional, alat-alat perkakas dan alat ukur. Adapun

mesin yang digunakan dalam pengerjaannya adalah:

1. Mesin Bubut

2. Mesin Milling

3. Mesin Bor

Selain itu, adapun peralatan perkakas yang digunakan dalam pembuatan

tugas akhir ini adalah:

1. Penggores

2. Penitik

3. Palu

4. Ragum

5. Pahat bubut

6. Cutter Milling

Untuk menyesuaikan dimensi alat yang dibuat dengan hasil

perhitungan maka perlunya dilakukan pengukuran. Adapun alat ukur yang

akan digunakan adalah:

1. Jangka sorong

2. Mistar baja

35

3.2.2 Bahan

Berdasarkan perencanaan bahan-bahan yang akan digunakan dalam

pembuatan alat adalah:

1. Baja ST 37

2. High Carbon Steel

36

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Gambar Produk Proses Percetakan

Ring adalah pelat tipis (biasanya berbentuk disk) dengan lubang ditengah

yang biasanya digunakan untuk mendistribusikan beban yang diterima oleh

sebuah pengikat seperti sekrup dan mur. Ring juga penting digunakan untuk

mencegah terdinya korosi galvanik, khususnya dengan isolasi sekrup baja dari

permukaan alumunium. Ring pada saat ini tidak hanya digunakan pada industri

otomotif tetapi banyak juga digunakan pada industri bangunan dan baja. Untuk

menjamin kerataan pada penyambungan pada saat perakitan maka digunakan ring

sebagai pendistribusi gaya dari mur ke baut. Selain itu ring juga dapat mencegah

keausan permukaan dari benda pada saat penguncian sambungan dengan baut atau

sekrup.

Gambar 4.1 Ring M 10

Ring M 10 direncanakan dibuat dari plat ST 37 dengan tebal plat 1mm.

Proses pembuatan ring M 10 dilakukan dengan pierching dan blanking tool,

dimana proses pierching dan blanking dilakukan secara terpisah, dimana proses

pierching dilakukan terlebih dahulu dan dilanjutkan dengan proses blanking.

37

Arah pemotongan

Gambar 4.2 Layout Pierching

Pada proses pengerjaan pierching punch dan die yang digunakan berbeda

dengan punch dan die yang digunakan untuk proses blanking karena diameter

lubang yang akan dibuat pada saat proses pierching lebih kecil dari pada lubang

yang akan dibuat pada saaat proses blanking.

Gambar 4.3 Die Pierching

38

Arah Pemotongan

Gambar 4.4 Layout Blanking

Gambar 4.5 Die Blanking

39

4.2 Perancangan Material Strip

Dalam perancangan material strip akan memggunakan plat St 37 dengan

ketebalan 3 mm, karena sangat menentukan efisiensi material yang digunakan dan

juga menentukan dies yang dibuat.

Gambar 4.6 Posisi Material Strip Pada Dies

40

4.3 Gaya Total Yang Dibutuhkan

Gaya yang bekerja pada press tool adalah gaya Pierching, gaya Blanking,

dan gaya pegas pembalik.

Gambar 4.7 Dimensi Ring Plat M 10

Dari dimensi dan bahan Ring Plat dapat dihitung gaya Pierching dan

Blanking yang terjadi dengan menggunakan persamaan 1 dan 2.

4.3.1 Gaya Pierching ( Fp ) :

Fp = ( 0,8 . U. t . σt )

= 0.8 x π x 10 mm x 1mm x 370 N/mm2

= 9294,4 N

4.3.2 Gaya Blanking ( Fb ) :

Fb = ( 0,8 . U . t . σt )

= 0,8 x π x 20 mm x 1 mm x 370 N/mm2

= 18588,8 N

41

4.3.3 Gaya Total Pemotongan (Ft) :

Ft = Fp + Fb

= 9294,4 N + 18588,8 N

= 27883,2 N

Keterangan :

Ft = Gaya Total Pemotongan (N)

Fp = Gaya Pierching ( N )

Fb = Gaya Blanking ( N )

U = Panjang sisi potong (mm0)

t = Tebal plat ( mm )

σt = Tegangan tarik bahan ( ST 37 Tegangan tarik = 370 N/mm2 )

Gaya Pegas pembalik (Fps) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

5 dengan kekuatan pegas 10 % dari gaya total :

Fps = 10 % . Fp

= 10 % x 27883,2 N

= 2788,32 N

Gaya total yang bekerja pada Press tool adalah :

Ftotal = Fp + Fb + Fps

= 9294,4 N + 18588,8 N + 2788,32 N

= 30671,52 N

Jadi gaya total yang bekerja pada press tool adalah 30671,52 N

42

4.4 Tebal Dies

Tebal dies dapat dihitung dengan persamaan 10 yaitu :

H =

4.4.1 Tebal Dies Pierching

H =

=

= 9,8 mm

4.4.2 Tebal Dies Blanking

H =

=

= 12,37 mm

Keterangan :

H = Tebal Dies

Fp = Gaya total Pierching ( N )

Fb = Gaya Total Blanking ( N )

g = Gravitasi bumi ( 9,81 m/det2 )

43

4.5 Panjang Punch

Perhitungan punch maksimal dimaksudkan agar tidak terjadi

pembengkokan atau efek buckling pada saat melakukan pemotongan maupun

pembendingan. Untuk menentukan panjang punch maksimal dan menghindari

efek buckling maka dipilih punch dengan potongan terkecil.

Dalam pembuatan punch yang terkecil adalah punch pierching dengan

gaya sebesar 9294,4 N maka panjang punch dapat dihitung dengan menggunakan

rumus :

Lmak =

Bahan Punch yang diguanakan adalah High carbon steel dengan modulus

elastisitasnya adalah 206,8 Gpa ( Norton, 2005 ) :

206,8 Gpa = 206,8 x 1000 Mpa

= 206800 Mpa

= 206800 ( N/mm2 )

Momen inersia untuk penampang punch yang berbentuk bulat pejal dapat dihitung

sebagai berikut :

I = d4

= 104

= 490,625 mm

4

44

Panjang Punch Maximum dapat dihitung sebagai berikut :

=

=

=

= 328 mm

Jadi panjang punch maksimal dari perhitungan yang didapat sebesar 328 mm.

4.6 Kelonggaran Punch dan Dies

Clearence punch terhadap die merupakan jarak Clearence batang punch

terhadap lubang dies. Untuk mendapatkan Clearence antara punch dan dies

digunakan rumus:

Untuk t < 3 mm

Untuk t > 3 mm

Keterangan :

Us = Clearence ( mm )

c = Faktor kerja

0,005 untuk permukaan halus

0,010 untuk permukaan normal

0, 035 untuk permukaan kasar

s = Tebal Plat

TB = Tegangan Geser ( Shear Stress ) bahan ( kg/mm2 )

45

Gambar 4.8 Kelonggaran Punch Terhadap Dies

Faktor kerja yang dipakai pada perencanaan ini adalah faktor kerja untuk

pengerjaan normal yaitu c = 0,01

Us = c . s .

= 0,01 x 1 x √310

= 0,176 mm

Dari perhitungan Clearence antara Die terhadap Punch didapat 0,176 mm

per sisi.

46

4.7 Perhitungan Panjang Lengan

Dengan menggunakan prinsip momen dapat ditentukan panjang

lengan. Dengan mempertimbangkan kemampuan manusia untuk

mengangkat beban yang diangkat tidak melebihi aturan yang ditetapkan

ILO sebagai berikut :

- Laki-laki dewasa 40 kg

- Wanita dewasa 15-20 kg

- Laki-laki (16-18 th) 15-20 kg

- Wanita (16-18 th) 12-15 kg (pusat kesehatan kerja departemen

kesehatan RI).

Untuk menentukan panjang lengan dapat dihitung dengan

persamaan

Kesetimbangan gaya berikut :

=

= Gaya yang diberikan (gaya angkut manusia menurut

standar ILO yaitu

40 kg).

= Gaya potong total.

Dari gambar 4.9 dapat dihitung kesetimbangan gaya yang terjadi

untuk menghitung panjang panjang lengan.

47

Gambar 4.9 Kesetimbangan Gaya Pada Press Tool

Dari perhitungan diperoleh gaya total sebagai gaya out put sebesar

30671,52 N dan gaya input adalah tenaga manusia yang telah ditetapkan

sebesar 40 kg, panjang lengan dapat dihitung sebagai berikut :

Dimana : = m . g

= 40 kg . 9,81 m /

= 392,4 N

= 30671,52 N

48

Gambar 4.10 Diagram Benda Bebas

= 0

= x L = Fe x X

L =

L = 390 mm

Untuk menentukan volume lengan ditentukan diameter lengan

yang aman untuk perancangan dengan memperhitungkan momen dan

momen tahanan bengkok yang terjadi pada lengan sebagai berikut :

Momen yang terjadi pada lengan dengan panjang 833 mm adalah :

M = F x L

= 392,4 N x 390 mm

= 153036 Nmm

L

X

Fb

F Input

49

Keterangan :

M = Momen yang terjadi pada lengan (Nmm)

F = Gaya yang diterima lengan (N)

Gaya yang diterima lengan adalah gaya input maksimum yang

mungkinkan akan diterima lengan yaitu gaya maksimum diberikan

manusia sebesar 40 kg (392,4 N).

L = Panjang lengan (833 mm)

Momen tahanan bengkok yang terjadi pada lengan :

Wb =

=

= 493,6

Keterangan :

Wb = Momen tahan bengkok ( )

M = Momen yang terjadi pada lengan (Nmm)

= Tegangan geser bahan ST 37 (310 N/ )

50

Diameter lengan dapat dihitung dengan persamaan 26 sebagai berikut :

Wb = .

d =

=

= 17,13 mm

Jadi diameter lengan yang direncanakan 25 mm.

Panjang lengan (L) adalah 833 mm maka volume lengan adalah :

V = . . 390 mm

= 191.343,7

Massa total lengan adalah :

M = V .

= 191.343,7 . x 7,861 x kg /

= 1,50 kg

51

Gaya berat lengan yang terjadi :

Fw = M . g

= 1.50 kg x 9,81 m /

= 14,7 N

Keterangan :

D = Diameter lengan (mm)

V = Volume lengan (mm)

M = Massa total lengan (kg)

= Massa jenis baja (7,8 Mg / )

Fw = Gaya berat lengan (N)

Jarak antara titik pusat eksentrik dengan titik pusat poros adalah X,

dimana

jarak X direncanakan adalah 5 mm gaya input yang akan diberikan dapat

dihitung sebagai berikut :

( x L) + (Fw x L) = x X

=

=

= 326,69 N

Rancangan bisa digunakan karena gaya input hasil perhitungan

(326,69) lebih kecil dari pada gaya angkut manusia yang di izinkan oleh

ILO yaitu 40 kg setara dengan 392,4 N.

52

4.8 Perhitungan Motor

Perbandingan Transmisi

Diketahui :

- Putaran Motor (n1) = 1440 rpm

- Diametr Puli Penggerak = 55 mm

- Diameter Puli Digerakkan = 400 mm

Ditanya :

Putaran Puli Dihasilkan (n2) = ……..rpm

Jawab :

=

n2 =

=

= 198 rpm

Jadi putaran yang dihasilkan motor untuk 198 rpm

putaran per detik :

=

= 198 rpm

Jadi untuk satu detik putaran yang dihasilkan motor 3,3

putaran per detik.

53

4.9 Perhitungan Daya

Untuk mendapatkan daya press tool digunakan rumus :

Kerja untuk pierching dan blanking menggunakan rumus :

Dimana : P = Daya (Watt)

F = Gaya (N)

s = Jarak (mm)

t = Waktu (Detik)

W = Kerja (Nmm)

Mesin menggunakan motor yang mempuyai 198 langkah/menit untuk

satu detik mempunyai 3,3 langkah, maka untuk satu langkah

membutuhkan waktu :

Waktu 1 langkah =

Waktu 1 langkah = 0,303 detik.

54

Untuk mendapatkan kerja proses Pierching digunakan rumus :

Diketahui : F = 9294,4 N

s = 1 mm = 0,001 m

. s

P =

P =

P =

Untuk mendapatkan kerja proses Blanking digunakan rumus :

Diketahui : F = 1858,8 N

s = 1 mm = 0,001 m

. s

P =

P =

P =

55

4.10 Analisa Biaya

Harga bahan untuk satu produk.

Satu lembar plat ukuran 2m x 1,5m dapat

menghasilkan 1800 produk.

Harga satu lembar plat = 150.00

Jadi modal yang dibutuhkan untuk satu produk = = 83

Upah pekerja untuk satu produk

Waktu pengerjaan untuk satu produk = 12 detik

Waktu kerja dalam satu hari = 8 jam

= 8 x 360 detik

= 28.800 detik

Jumlah produk yang dihasilkan = = 2400 buah

Upah pekerja dalam sehari = 100.000

Jadi, upah pekerja dlm satu produk = = Rp. 41.6

56

Total modal satu produk

Total modal = modal bahan + upah pekerja

= Rp. 83 / buah + 41,6 / buah

= Rp. 124,6 / buah

Keuntungan yang diinginkan = 40 %

Keuntungan = 40 % x 124,6

= 49,84 / buah

Penjualan = total modal + keuntungan

= Rp. 124,6 / buah + Rp. 49,84 / buah

= Rp. 174,44 / buah

57

4.11 Perawatan

4.11.1 Perawatan Pencegahan ( Preventive Maintenance )

Perawatan pencegahan ini pada umumnya untuk menghindari terjadinya

kerusakan-kerusakan pada bagian-bagian utama pada alat ini, yang biasanya

terjadi adalah gejala-gejala maupun tanda-tanda tertentu yang dapat mengganggu

jalannya proses produksi. Perawatan pencegahan ini biasanya dilakukan sebelum

mesin mengalami kerusakan , disini diharapkan operator harus mengerti dan

memahami tentang hal ini, baik itu komponen nya maupun prinsip kerja dari alat

ini.

Kegiatan-kegiatan yang perlu dilakukan pada perawatan pencegahan, antara

lain:

1. Pembersihan

Pembersihan pada bagian-bagian press tool dilakukan sebelum dan

setelah alat ini digunakan. Pemebersihan itu sendiri adalah kebersihan

bagian-bagian peralatan dan kebersihan lingkungan kerja. Hal ini

diharapkan agar produksi dapat berlangsung dengan lancar.

2. Pelumasan

Pelumasan diberikan pada bagian-bagian komponen yang

mengalami gesekan secara terus menerus guna mengurangi terjadinya

keausan sehingga peralatan bisa awet, seperti punch, die, tiang pengarah,

poros stripper dan komponen yang bergerak lainnya.

Tujuan melakukan pelumasan yaitu :

Memperkecil terjadinya kontak langsung dari komponen yang

bergesekan sehingga keausan dapat diperlambat.

Menjaga agar semua komponen peralatan bekerja dengan baik.

Mencegah terjadinya korosi.

58

Pelumasan diberikan pada bagian alat yang bergesekan secara

terus-menerus guna mengurangi terjadinya keausan sehingga peralatan

bisa awet, untuk itu dapat digunakan jenis-jenis pelumas dibawah ini:

1. Shell Thellus 15

2. BP Energol HCP D 10

3. Mobil Oil Velocity 68

4. Agip Oso 15

5. Esso Menthor 28

Ciri-ciri pelumas ini adalah berwarna putih dan mempunyai

bilangan viskositas ( E ) sekitar 9.6 – 10.2. Seperti yang ditulis diatas

bahwa bagian-bagian yang akan dilumasi adalah bagian-bagian yang

mudah terkena aus dan korosi antara lain sebagai berikut :

1. Bagian-bagian yang mudah terkena aus antara lain :

a. Punch

b. Dies

c. Dan lain-lain.

2. Bagian-bagian yang mudah terkena korosi antara lain :

a. Permukaan stripper

b. Permukaan dies

c. Dan lain-lain.

Jika alat tekan tersebut disimpan dalam waktu yang lama, misalnya

saat dihentikannya produksi komponen jenis ini, untuk mengatasi supaya

alat press ini tetap dalam kondisi baik dapat digunakan gemuk ( grease ).

Beberapa gemuk yang dapat dipakai untuk alat press ini supaya

tetap dalam kondisi baik adalah :

1. Agip GR MU-2

2. Mobil Plex 17

3. Esso Andax B

4. BP Energol RBB-2

5. Hell Alvina Gresco-2

59

Jenis-jenis gemuk seperti yang tertulis diatas biasa dipakai dan

menjaga peralatan dengan baik serta menjamin naiknya biaya efektif dari

peralatan yang diikuti dengan peningkatan produktifitas dan pengurangan

biaya pemeliharaan.

Warna dari grease (gemuk) ini adalah coklat, jenis gemuk dan oli

diatas dapat dibeli di toko-toko suku cadang motor diesel dan dibengkel-

bengkel resmi perawatan motor diesel.

3. Pemeriksaan Berkala

Maksudnya adalah melakukan pemeriksaan dengan rentang waktu

yang telah diatur. Untuk press tool ini sebaiknya dilakukan seminggu

sekali yang meliputi seluruh bagian mesin.

Dalam perawatan pencegahan ini ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan, yaitu :

1. Kerusakan yang disebabkan karenan terjadinya korosi.

2. Kerusakan karena pengaruh dari beban maksimum.

3. Terjadinya kerusakan karena pengaruh dari kekurangan fungsi

dari komponen-komponen alat press tool.

4.11.2 Perawatan Perbaikan ( Corrective Maintenance )

Dalam melaksanakan suatu operasi produksi, kemungkinan terjadi

kerusakan selalu ada, apabila kerusakan ini tidak segera mendapat perhatian untuk

diperbaiki, maka akan menimbulkan kerugian akibatnya terhentinya operasi

produksi. Demikian pula perbaikan selalu sulit dan rumit karena kurangnya

perhatian pada saat perencanaan sehingga menghambat operasi produksi.

60

Ada 3 kategori umum dalam pelaksanaan perbaikan yaitu :

1. Inspeksi

Inspeksi adalah memastikan bahwa perlengkapan beroperasi sesuai

dengan yang direncakan.Yang termasuk kategori inspeksi antara lain :

a. Mengganti baut-baut pengikat jika ditemukan kerusakan

b. Melakukan pengecekan kelonggaran (clearence)

c. Membersihkan permukaan dan bagian-bagian alat perkakas

terhadap debu-debu ataupun chip.

2. Perbaikan Ringan

Perbaikan ringan dilakukan apabila ada kerusakan kecil, misalnya

mengganti dua atau tiga bagian yang rusak seperti :

a. Baut pengikat

b. Punch

c. Dies

3. Pembongkaran

Pembongkaran dilakukan apabila :

a. Sebagian komponen alat-alat perkakas mengalami kerusakan

dan harus diganti dengan yang baru.

Contohnya : Punch dan Dies yang sudah aus.

b. Hendaklah memodifikasi alat tanpa merubah konstruksi semula.

Adapun alat yang digunakan untuk melakukan pembongkaran ini

adalah :

a. Kunci pas

b. Palu plastik

c. Dan peralatan lainnya

61

Semua ini dilakukan agar perakitan ulang dapat dilakukan dengan

baik dan mudah, maka pembongkaran harus dilakukan dengan urutan

yang benar.

a. Urutan Pembongkaran

Urutan pembongkaran press tool yang benar adalah :

1. Lepaskan alat tekan dari mesin press

2. Lepaskan baut Punch dan Stripper

3. Lepaskan Dies

4. Melepaskan bagian-bagian alat press

Setelah melakukan perbaikan atau modifikasi alat press dengan

cara membongkar terlebih dahulu, maka dalam melakukan perakitan

kembali urutan pemasangannya adalah merupakan kebalikan dari urutan

pembongkaran diatas.

Hal yang perlu diperhatikan dari perakitan kembali adalah

pengaturan kelonggaran.

b. Proses Pemasangan

Urutan pemasangan yang benar adalah sebagai berikut:

1. Pasang Punch holder pada alat press

2. Pasang Punch dan stripper pada alat

3. Pasang Dies

4.11.3 Perawatan Total ( Over Houl )

Perbaikan total atau over houl ini pada umumnya dilakukan setelah alat

cukup lama beroperasi. Pada perawatan over houl ini seluruh komponen

dibongkar untuk diperiksa apakah perlu diperbaiki atau perlu dilakukan

penggantian.

Dalam perawatan total ini yang perlu diperhatikan adalah bahwa dalam

pemasangan pastikan komponen-komponen dalam keadaan baik dan tidak lupa

melakukan pelumasan pada bagian-bagian yang bergesekan.

62

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan uraian - uraian penulisan dari Bab – bab sebelumnya dan

sesudah melalui beberapa tahapan proses pembuatan alat Press Tool ini,

penulis dapat menyimpulkan:

1. Menggunakan tenaga penggerak berupa motor listrik 2 HP 1440

rpm.

2. Menggunakan bahan ST 37 untuk bagian plat penekan,

stripper, dan punch holder.

3. Menggunakan bahan ST 60 yang di keraskan untuk bagian punch dan

dies.

4. Menggunakan pegas pembalik.

5. Dari perhitungan yang dilakukan mesin dapat menghasilkan 2400

produk dalam satu hari kerja.

63

5.2 Saran

Adapun saran yang diberikan disini setelah melihat hasil dari pembuatan

Press Tool ini adalah :

1. Tentukan ukuran dan dimensi alat yang akan dibuat.

2. Buat gambar alat yang sudah direncanakan.

3. Dalam proses pembuatan pastikan ukuran alat sesuai dengan yang

direncanakan, karena dapat mempengaruhi hasil produk yang

dibuat.

4. Pergunakanlah alat ini sesuai dengan fungsi dan prinsip kerjanya,

serta perhatikanlah perawatan dan perbaikannya agar alat ini bisa

bekerja secara maksimal dan tahan lama.

5. Olesi alat dengan oli agar tidak berkarat, karena dapat

mempengaruhi kinerja alat.

6. Harapan penulis semoga alat ini dapat bekerja dengan baik agar

berguna untuk masa yang akan datang.

“RANCANG BANGUN PRESS TOOL PEMBUATAN

RING PLAT UNTUK BAUT M 10”

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat

Memperoleh Gelar Diploma III (Ahli Madya)

Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang

Oleh :

Nama : Riski

No.BP : 1201013068

Program studi : Teknik Mesin

Spesialisasi : Mesin Produksi

KEMENTRIAN RISTEK DAN PENDIDIKAN TINGGI

POLITEKNIK NEGERI PADANG

JURUSAN TEKNIK MESIN

2016

1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Simple Tool …………………………… .......................................... 7

Gambar 2.2 Compound Tool ................................................................................ 8

Gambar 2.3 Progressive Tool ............................................................................... 9

Gambar 2.4 Proses Pierching ............................................................................... 10

Gambar 2.5 Proses Blanking ................................................................................ 11

Gambar 2.6 Proses Notching ................................................................................ 11

Gambar 2.7 Proses Parting ................................................................................... 12

Gambar 2.8 Proses Shaving ................................................................................. 12

Gambar 2.9 Proses Trimming .............................................................................. 13

Gambar 2.10 Proses Cropping ............................................................................. 13

Gambar 2.11 Proses Lanzing ............................................................................... 14

Gambar 2.12 Proses Bending ............................................................................... 15

Gambar 2.13 Proses Flanging .............................................................................. 15

Gambar 2.14 Proses Deep Drawing ..................................................................... 16

Gambar 2.15 Proses Curling ................................................................................ 16

Gambar 2.16 Proses Embossing ........................................................................... 17

Gambar 2.17 Proses Pemotongan Lembaran Plat Antara Dua Mata Pisau .......... 17

Gambar 2.18 Karakteristik Sisi Hasil Pemotongan .............................................. 18

Gambar 2.19 Komponen Gaya Proses Pemotongan ............................................ 20

Gambar 4.1 Ring M 10 ......................................................................................... 36

Gambar 4.2 Layout Pierching .............................................................................. 37

Gambar 4.3 Die Pierching .................................................................................... 37

Gambar 4.4 Layout Blanking ............................................................................... 38

Gambar 4.5 Die Blanking .................................................................................... 38

Gambar 4.6 Posisi Material Strip Pada Dies ........................................................ 39

Gambar 4.7 Dimensi Ring Plat M10 .................................................................... 39

Gambar 4.8 Kelonggaran Punch Terhadap Dies .................................................. 44

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBARAN PENGESAHAN

LEMBARAN TUGAS AKHIR

LEMBARAN ASISTENSI

KATA PENGANTAR ……………………………………………………… ii

DAFTAR ISI ………………………………………………………………… iii

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………….. iv

DAFTAR TABEL …………………………………………………………... v

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang……………...…………………........... 1

1.2 Perumusan Masalah….……………………………….. 2

1.3 Tujuan………………………………………………… 2

I.3.1 Tujuan Umum………………………………… 2

I.3.1 Tujuan Khusus………………………………... 2

1.4 Batasan Masalah……………………………………… 3

1.5 Manfaat……………………………………………….. 3

1.5.1 Bagi Mahasiswa………………………………. 3

1.5.2 Bagi Masyarakat……………………………… 4

1.5.3 Bagi Dunia Pendidikan……………………….. 4

1.6 Metode Pengumpulan Data…………………………… 4

1.7 Sistematika Penulisan Laporan……………………….. 5

BAB II TEORI DASAR

2.1 Pengertian Press Tool ....………………………........ 6

2.2 Klasifikasi Press Tool ...…………………………….. 6

2.3 Jenis-Jenis Pengerjaan Pada Press Tool ………….… 7

2.4 Operasi Pemotongan ……………….………….…….. 17

2.5 Rumus Gaya-Gaya Perencanaan ……………….……. 21

2.6 Kelonggaran ………………………………………..... 28

BAB III METODOLOGI

3.1 Diagram Alur Tugas Akhir …………………………... 33

3.2 Alat Dan Bahan …………………...………………….. 34

3.2.1 Alat …………………………..……………….. 34

3.3.2 Bahan …………………….…………………… 35

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Gambar Produk Proses Pencetakan ………………….. 36

4.2 Perancangan Material Strip ..…………………………. 38

4.3 Gaya Yang Dibutuhkan ………………………………. 39

4.3.1 Gaya Pierching …..…………………………… 40

4.3.2 Gaya Blanking ……………………………….. 40

4.4 Tebal Dies ……………………………………………. 41

4.4.1 Tebal Dies Pierching …………………………. 41

4.4.2 Tebal Dies Blanking ……….…………………. 41

4.5 Panjang Punch ………………...……………………… 42

4.6 Kelonggaran Punch Dan Dies ….…………………….. 43

4.7 Perhitungan Motor ……………………………………. 45

4.8 Perhitungan Daya ………………………..……………. 48

4.9 Analisa Biaya …………………………………………. 48

4.10 Perawatan ………………………………………..……. 50

4.10.1 Perawatan Pencegahan ……………………….. 50

4.10.2 Perawatan Perbaikan ……………………….... 52

4.10.3 Perawatan Total ………………………………. 54

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ……………………………………………. 55

5.2 Saran …………………………………………………… 56

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

33

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Kekuatan Bahan Untuk Baja ..................................................

Lampiran 2. Faktor Keamanan Untuk Bermacam-macam Material Dan

Pembebanan ...........................................................................

Lampiran 3. Lambang Lambang Dari Diagram Alir ..................................

Lampiran 4. Dokumentasi Proses Pembuatan Alat .....................................

57

DAFTAR PUSTAKA

Course Note, Press Tool Jilid 1 Semester 5.

Bondowoso, (2002). Gambar Teknik I, www.lenterakarya.com/gambar-teknik.

G. Takeshi Sato & N. Sugiarto Hartanto, (2003). Gambar Mesin,

www.stasiunbuku.com/gambar-mesin.

Goeswim Agoes, (2007). Teknologi Bahan, www.stasiunbuku.com

/teknologi-bahan.

Kalpakjian S, (1985). Manufacturing Processe For Enginering Material,

Addison Wessley Company.

Sularso & Suga, Kiyokatsu, (2002). Dasar Prencanaan dan Pemilihan Elemen

Mesin. Jakarta: PT Pradnya Paramita.

Khurmi, R.S & Gupta, J.K, (1982). “A Text Book of Machine Design”.

New Delhi:Eurasia Publishing House (Pvt) LTD.

Sato, G. Takeshi & N. Sugiarto, (1990). Menggambar Mesin Menurut Standar

ISO, Jakarta: PT Pradnya Paramita.

6

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Harga Elastisitas Pada Rumus Tetmejer .............................................. 26

Tabel 2.2 Kelonggaran Punch Dan Dies Untuk Beberapa Bahan ........................ 30

Tabel 2.3 Rekomendasi Kelonggaran (Clearence) (% x Ketebalan) ................... 31

Tabel 2.4 Rekomendasi Kelonggaran Menurut Sharma P.C ............................... 32

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Alhamdullilah, puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT,

karena atas berkat rahmat dan hidayah – Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan judul “RANCANG BANGUN

PRESS TOOL UNTUK PEMBUATAN RING PLAT M 10”. Shalawat dan salam

penulis sampaikan juga kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membuka tabir

keilmuan dan membimbing manusia kejalan yang benar.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh

setiap mahasiswa untuk mencapai gelar Ahli Madya (AMd) jurusan Teknik Mesin

di Politeknik Negeri Padang. Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak

menemui kesulitan dan hambatan. Namun, berkat bantuan dari berbagai pihak

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaika terima kasih yang setulus –

tulusnya kepada:

1. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan nasehat dan semangat

serta jasa yang tak akan pernah terbalaskan dan dilupakan.

2. Bapak Aidil Zamri, ST., MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang.

3. Bapak Hanif, ST., MT selaku Ketua Jurusan Mesin Politeknik Negeri Padang.

4. Bapak Rakiman, ST., MT selaku Sekretaris Jurusan Mesin Politeknik Negeri

Padang.

5. Bapak Sir Anderson, ST., MT selaku Kepala Prodi Jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Padang.

6. Bapak Drs. Mulyadi, ST., MT selaku Kepala Konsentrasi Produksi Politeknik

Negeri Padang.

7. Bapak Zulhendri, ST.,MT selaku Pembimbing I.

8. Bapak Yuliarman, ST., MT selaku Pembimbing II.

9. Kepada seluruh bidang akademik kampus yang membantu proses

penyelesaian Tugas Akhir ini.

10. Teman satu tim penulis Rinaldi dalam penyelesaian Tugas Akhir.

11. Rekan – rekan seangkatan Jurusan Teknik Mesin angkatan 2012 dan semua

pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir yang namanya

tidak dapat disebutkan satu persatu.

Namun tak ada gading yang tak retak dan tak ada manusia yang sempurna,

begitu juga dengan tugas akhir ini yang belum sempurna. Kesempurnaan hanya

milik Allah SWT. Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

untuk semua pihak yang menggunakannya. Amin Ya Robbal’Allamin.

Padang, Oktober 2015

Penulis

LAMPIRAN

Lampiran 1.

Tabel 1 Kekuatan Bahan Untuk Baja

Tabel 2 Faktor Keamanan Untuk Bermacam-macam Material dan Pembebanan

Material Statis

dynamis

Pembebanan Berulang Berganti Kejut

Metal Yang Rapuh 4 6 10 15

Metal Yang Lunak 5 6 9 15

Baja Kenyal 3 5 8 13

Besi Tuang 3 5 8 15

Timah 6 8 12 18

Lampiran 2.

Tabel 4. Data material pelat menurut standar DIN

Modulus

Material Elastisitas pG (N/mm2) Sy (N/mm

2)

(N/mm2)

GG-25 110.000 900 250

GG-26 Cr 110.000 600 260

GGG-40 160.000 700 400

GGG-50 160.000 900 500

GGG-60 160.000 1.000 600

Ust 37-2 205.000 490 340

St 50-2 205.000 710 470

Cq 45 205.000 630 700

16 MnCr5 205.000 900 900

38 MnSi-V-5 5-

BY

205.000 810 900

SINT-D30 130.000 450 510

X5 CrNi 18 12 200.000 630 500

X5 CrNiMo 17 12

2

200.000 460 510

X5 NiCrTi 26 15 200.000 860 960

AlMgSi 1 F28 75.000 230 260

AlMgSi 1 F31 75.000 260 290

GK-AlSi9Cu3 75.000 220 180

GD-AlSi9Cu3 75.000 290 240

GK-AlSi7Mg wa 75.000 380 250

GD-AZ 91 45.000 180 200

GK-AZ 91-T4 45.000 210 240

TiAl6V4 110.000 890 890

AlMg4,5MnF27 75.000 230 260

34CrNiMo6 205.000 1.080 1.200

Lampiran 3.

Tabel 5. Lambang-Lambang Dari Diagram Alir

Lampiran 4.

Dokumentasi Pembuatan Alat

Dokumentasi Proses Percobaan

Hasil Percobaan Dari Alat

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN PRESS TOOL UNTUK

PEMBUATAN RING PLAT M 10

Disusun Oleh :

Nama : Riski

Bp : 1201013068

Program Studi : Teknik Mesin

Konsentrasi : Produksi

Telah Lulus Sidang Pada Tanggal 07 Desember 2015

Disetujui Oleh :

Pembimbing I

Zulhendri, ST., MT

NIP. 19650525 199003 1 003

Pembimbing II

Yuliarman, ST., MP

NIP. 19660716 199103 1 003

Disahkan oleh :

Ka. Program Studi Teknik Mesin

Sir Anderson, ST.,MT

NIP.19720818 200003 1 002

Ka. Konsentrasi Produksi

Drs. Mulyadi, MT

NIP. 19640706 198903 1 003

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Hanif, ST.,MT

NIP.19710902 199802 1 001

LEMBARAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN PRESS TOOL UNTUK

PEMBUATAN RING PLAT M 10

Tugas Akhir Ini Telah Diuji dan Dipertahankan di Depan Tim Penguji

Tugas Akhir Diploma III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang

Pada Tanggal 07 Desember 2015

Tim Penguji :

Ketua/penguji I

Yuliarman, ST., MP

NIP. 19660716 199103 1 003

Sekretaris/penguji II

Bukhari. S. ST.,MT

NIP. 19591231 198803 1 016

Anggota I/penguji III

Nasrullah. ST.,MT

NIP. 19730629 200212 1 001

Anggota II/penguji IV

Safril, ST., MP

NIP. 19680823 199203 1 002