PROPOSAL SKRIPSIPERANCANGAN FIXTURE UNTUK PROSES PEMBUBUTAN PISTON HIGHT DOME SEPEDA MOTOR

Disusun Oleh :AGUNG PRASETYA AJI101.03.1085

PROGRAM STUDI STRATA 1JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA2015HALAMAN PENGESAHANPROPOSAL SKRIPSI

PERANCANGAN FIXTURE UNTUK PROSES PEMBUBUTAN PISTON HIGHT DOME SEPEDA MOTOR Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Mesin Jenjang Strata 1, Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta

Disusun Oleh :Nama: Agung Prasetya AjiNo. Mhs: 101.03.1085Jurusan: Teknik MesinFakultas: Teknologi Industri

Yogyakarta,MenyetujuiPembimbing IPembimbing II

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Drs. H Khairul Muhajir, M.T

NIP. 195609091983031001

A. Pendahuluan1. Latar Belakang MasalahPiston adalah salah satu komponen yang terdapat pada kendaraan bermotor atau mesin pembakaran dalam yang berfungsi sebagai penekan udara masuk dan penerima tekanan hasil pembakaran pada ruang bakar,piston terhubung ke poros engkol (crankshaft) melalui batang piston (connecting rod). Pada umumnya piston terbuat dari bahan yang ringan dan tahan terhadap tekanan, aluminium paduan biasanya digunakan sebagai bahan pembuat piston sedangkan proses pembentukan piston dilakukan dengan cara die casting namun pada perkembangannya proses die casting sudah mulai tergantikan oleh proses tempa atau sering disebut forged, yang hasilnya lebih sempurna dibanding die casting.Namun pada pembahasan ini bukan pembahasan mengenai proses pembentukan piston dari bahan mentah sampai jadi sebuah piston, melainkan pembentukan piston setelah jadi. Biasanya pembentukan piston setelah jadi ini dilakukan oleh para mekanik sepeda motor balap khususnya balap di kelas 125cc sampai 250 cc yaitu pada piston hight dome untuk menaikan kompresi ruang bakar, sebenarnya sudah banyak produk piston jadi yang sudah hight dome namun biasanya perlu dilakukan pengurangan atau pembentukan dome pada piston after market dengan proses pembubutan konfensional agar piston tersebut bisa pas di ruang bakar, jarak dome dengan cylinder head bisa dibatasi dan bentuk dome mengikuti desain kubah cylinder head. Belajar dari pengalaman dan pengamatan, dimana pegamatan tersebut dilakukan pada banyak bengkel atau jasa pengerjaan bubut, yang menjadi permasalahan adalah saat proses pembubutanny, karena pada mesin bubut untuk memegang benda kerja pasti harus di letakan pada chuck, disinilah letak permasalahannya dikarenakan benda kerja berupa piston dan harus mulus pada bagian badan piston. Biasanya para tenaga ahli yang menangani proses pembubutan mengalami kesulitan saat menangani benda kerja berupa piston, karena jika pengencangan chuck untuk memegang piston terlalu kencang maka mengakibatkan cacat pada badan piston dan berakibat fatal jika cacat itu terjadi. Sebenarnya untuk mengurangi resiko cacat pada badan piston akibat pencengkraman, tenaga ahli bubut sudah berinovasi seperti membuat pelapis dari lembaran palat logam untuk membungkus badan piston sebelum dicekam namun cara tersebut hasilnya kurang maksimal dan masih bisa terjadi cacat pada badan piston. Melihat permasalahan tersebut maka proses pemegangan benda kerja harus dibantu menggunakan alat bantu agar tidak cacat setelah selese proses pembubutannya.Alat bantu yang dimaksud adalah fixture untuk memegang piston, untuk itu judul yang peneliti ajukan yaitu Perancang Fixtur Untuk Proses Pembubutan Piston Hight Dome Sepeda Motor.2. Perumusan MasalahDari latar belakang masalah diatas dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :1. Dengan Fixture, proses pembubutan benda kerja berupa piston lebih mudah dilakukan.2. Dapat mengetahui fungsi fixture secara menyeluruh.3. Dapat mengetahui kelemahan dan kelebihan penggunaan fixture pada proses pembubutan piston.4. Membandingkan penggunaan fixture dengan penggunaan plat logam pelapis piston pada saat pengerjaan bubut.5. Dapat mengetahui hasil akhir pembubutan yang dibantu fixture.3. Batasan MasalahMengingat banyaknya masalah yang tidak mungkin dibahas secara rinci dan menyeluruh, dan agar tidak terjadi penyimpangan dari pokok permasalahan maka perlu di buat batasan masalah untuk perancang Fixtur Untuk Proses Pembubutan Piston Hight Dome Sepeda Motor Balap, batasan masalahnya sebagai berikut :1. Pembuatan desain fixture menggunakan software inventor sesuai ukuran benda kerja yang dipakai.2. Perancangan fixture sesuai ukuran benda kerja yang dipakai.3. Pemilihan material perancanga fixture.4. Pengujian fixture.4. TujuanTujuan dari Perancang Fixtur Untuk Proses Pembubutan Piston Hight Dome Sepeda Motor adalah :1. Sebagai syarat menyelesaikan studi S1 di Jurusan Teknik Mesin Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.2. Meningkatkan kreativitas.3. Meningkatkan efisiensi biaya dan waktu pengerjaan bubut.4. Merancang fixture untuk pembubutan piston.5. Manfaat1. Bagi Mahasiswaa. Mengembangkan ide perancangan sampai tahap realisasi ide yang tepat guna berupa fixture untuk pembubutan piston.b. Memotivasi untuk perancanan alat atau mesin tepat guna yang memiliki nilai jual.c. Sebagai bentuk aplikasi mata kuliah yang didapat selama ini.2. Bagi dunia pendidikanha. Menambah model jenis alat tepat guna yang bisa di aplikasikan dikemudian waktu.b. Mengembangkan ilmu di bidang manufaktur.3. Bagi masyarakat1. Mengenalkan pada masyarakat (para penyedia jasa mesin bubut) tentang alat bantu pegang (fixture) untuk menghemat waktu dan mendapat hasil yang baik.2. Memberikan alternative alat untuk proses produksi.3. Memudahkan set up benda kerja sebelum di kerjakan.B. Landasan TeoriPenelitian pembuatan skripsi tentang fixture ini ditujukan untuk mengatasi masalah yang sudah disebutkan pada latar belakang masalah diatas dan di khususkan bagi para penyedia jasa pembubutan, oleh karena itu penelitian ini menggunakan teori yang telah dikembangkan agar sesuai dengan proses perancangan, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan,dan manfaat.1. Tool DesignEdward G. Hoffman (2001). Proses perancangan dan pengembangan alat, metode, dan teknik yang diperlukan untuk memperbaiki efisiensi dan produktifitas proses manufaktur disebut dengan tool design. Denang tool design bisa bermunculan banyak mesin mesin industri dan special tool dengan kecepatan dan volume yang tinggi, dengan tujuan akhir berupa kualitas produksi, lebih ekonomis dan menjamin biaya produk tetap kompetitif.Selain bagian penting dari proses manufaktur tool design berada pada posisi Antara desan produk dan produksi produk, sehingga tujuan utama tool design adalah menurunkan biaya manufaktur, dengan mempertahankan kualitas produk dan meningkatkan produksi. Untuk mewujudkan tujuan tersebut tool design harus memenuhi syarat berikut :a. Menyajikan design tool yang simple dan mudah di operasikan untuk mendapat efisiensi maksimum.b. Mengurangi biaya manufaktur dengan memproduksi parts dengan biaya sekecil mungkin.c. Design tool yang konsisten agar dapat memproduksi parts dengan kualitas tinggi.d. Meningkatkan tingkat produksi dengan adanya machine tools.e. Design tool dibuat mudah dalam pembuatannya agar mencegah terjadinya kesalahan dalam penggunaannya.f. Pemilihan material yang sesuai agar umur tool lama.g. Mempertimbangkan keselamatan pekerja dalam mendisain tool.2. Pengertian Umum Jig dan FixtureEdward G. Hoffman (2001), jig dan fixture merupakan alat bantu produksi yang digunakan pada proses manufaktur, sehingga menghasilkan duplikasi part yang akurat. Jig dan fixture biasanya dibuat secara khusus sebagai alat bantu proses produksi untuk mempermudah dalam penyetingan material yang menjamin keseragaman bentuk dan ukuran dalam jumlah banyak (mass product) serta mempersingkat waktu produksi.Jig didefinisikan sebagai peralatan khusus yang memegang, menyangga, atau ditempatkan pada komponen yang akan dimesin. Alat bantu produksi yang dibuat tidak hanya menempatkan dan memegang benda kerja tetapi juga mengarahkan alat potong ketika operasi berjalan. Fixture adalah peralatan produksi yang memampatkan, memegang dan menyangga benda kerja secara kuat sehingga pekerjaan permesinan yang diperlukan bisa dilakukan. Fixture harus dipasang tetap ke meja mesin dimana benda kerja diletakan. Keduanya memegang benda kerja. Tetapi jig mengarahkan alat potong ketika operasi berjalan, sedangkan fixture tidak. Fixture dibuat lebih kuat dan berat dari jig dikarenakan gaya perkakas yang lebih tinggi.1. UkuranJig biasanya ringan, dan tidak selalu tetap pada meja mesin. Hal ini karena jig harus bererak mengarahkan alat potong, tidak seperti fixture yang dijepit pada meja. Selain itu perlengkapan yang cukup besar dalam konstruksi dan membantu menahan pada posisinya. Fixture dipatenkan pada meja adalah untuk memastikan benda kerja tidak bergerak saat mesin mulai beroprasi.2. AplikasiFixture ditetapkan pada aplikasi yang lebih luas dibandingkan dengan jig. Beberapa contoh fixture secara umum diantaranya lathe fixture, miling fixture, grinding fixture, dan sawing fixture. Fixture juga dapat dimanfaatkan dalam operasi setiap mesin yang menuntut hubungan yang tepat antara posisi alat terhadap benda kerja.3. AkurasiJig lebih akurat dibandingkan fixture, karena jig digunakan pada pembuatan part yang lebih rumit baik dari segi ukuran dan proses pengerjaan dalam proses produksi, sehingga yang lebih rumit baik dari segi ukuran dan proses pengerjaan dalam proses produksi, sehingga bisa mendekati bahkan mencapai tujuan yang diinginkan. Keduanya membantu dalam mengontrol biaya dan kualitas, artinya dengan menggunakan jig dan fixture biasa membantu untuk menghemat tenaga kerja secara efektif.3. Pertimbangan Penggunaan FixturePertimbangan penggunaan fixture dalam proses pembubutan piston hight dome sepeda motor dibagi menjadi dua aspek, yaitu :1. Aspek Teknis / Fungsia. Mendapatkan kepresisian / ketepatan dalam ukuran.b. Membantu untuk menghemat tenaga kerja secara efektif.2. Aspek Ekonomia. Mengurangi biaya produksi dengan menghemat waktu proses.b. Meningkatkan efisiensi penggunaan alat atau mesin.c. Optimalisasi mesin yang kurang teliti.4. Jenis Jenis FixtureFixture adalah peralatan yang berfungsi untuk menahan bendakerja dan mendukung pekerjaan sehingga operasi pemesinan dapat dilakukan. Jenis fixture dibedakan terutama oleh bagaimana alat bantu ini dibuat. Perbedaan utama dengan jig adalah beratnya. Fixture dibuat lebih kuat dan berat dari jig dikarenakan gaya perkakas yang lebih tinggi. Untuk jenis fixture bisa dibagi menjadi beberapa jenis seperti :1. Plate fixtureBentuk paling sederhana dari fixture, dibuat dari pelat datar yang mempunyai variasi klem dan locator untuk memegang dan memposisikan benda kerja. Konstruksinya sederhana sehingga bisa digunakan pada hampir semua proses pemesinan.

Gambar 2.1 Plate fixture (Hoffman,2001)2. Angle plate fixtureMerupakan variasi dari fixture pelat, dengan fixture jenis ini biasanya dimensi pada sudut tegak lurus terhadap lokatornya.

Gambar 2.2 Angle plate fixture (Hoffman,2001)

Gambar 2.3 Angle plate fixture modifikasi (Hoffman,2001)3. Vise jaw fixtureDigunaka untuk permesinan komponen kecil, sedangkan jaw bisa diganti dengan jaw yang dibentuk sesuai dengan benda kerja.

Gambar 2.4 Vise jaw fixture (Hoffman,2001)4. Indexing fixtureMempunyai bentuk yang hampir sama dengan indexing jig, jenis fixture ini digunakan untuk permesinan komponen yang mempunyai detil pemesinan berongga.

Gambar 2.5 Indexing fixture (Hoffman,2001)5. Multistattion fixtureAdalah jenis fixture untuk kecepatan tinggi, dan volume produksi tinggi dimana siklus pemesinan kontinyu.6. Profiling fixtureDigunakan mengarahkan perkakas untuk permesinan kontur yang tidak terjangkau atau tidak bisa dilakukan oleh mesin. Kontur bisa internal atau eksternal.

Gambar 2.6 Profiling fixture (Hoffman,2001)

C. Metode RancanganMetode perancangan yaitu berupa prosedur, teknik teknik, bantuan bantuan, atau peralatan untuk merancang. Metode perancangan menggambarkan aktifitas dengan jelas yang memungkinkan perancangan menggunakan dan mengkombinasikan proses secara keseluruhan. Walaupun beberapa metode perancangan masih konvensional, telah terjadi pertumbuhan yang pesat pada beberapa tahun ini, dimana prosedur yang tidak lagi konvensional lebih dikelompokan bersama dan dikenal dengan metode perancangan (Cross, 1994). Metode perancangan menurut (Cross, 1994) seperti metode kreatif, yaitu metode perancangan yang bertujuan untuk membantu menstimulasi pemikiran kreatif dengan cara meningkatkan produksi gagasan, menyisihkan hambatan mentsl terhadap kreatifitas, atau dengan cara memperluas area pencarian solusi. Ada beberapa metode kratif yang dikenal, seperti Brainstorming, Synectics, Perluasan daerah penelitian, dan Proses kreatif.Proses kreatif inilah yang digunakan sebagai metode rancangannya. Karena proses kreatif adalah rangkaian pemikiran yang agak mirip terjadi, proses kreatif juga memiliki pola pola yang harus dipakai, antara lain :a. Recognition adalah realisasi pertama ataupun pengakuan bahwa masalah itu ada.b. Preparationi aplikasi dari usaha yang dilakukan dengan sengaja untuk memahami masalah tersebut.c. Incubation adalah periode untuk meninggalkan pemikiran tersebut dalam pikiran, yang membuat alam bawah sadar mulai bekerja.d. Illumination adalah persepsi ataupun formulasi dari ide inti.e. Vertification adalah kerja keras untuk mengembangkan dan menguji ide tersebut.1. Prinsip Rancangan FixturePada buku ajar Teknologi Manufaktur, Teknik Mesin IST AKPRIND Yogyakarta, prinsip dasar untuk merancang fixture meliputi beberapa faktor seperti :1. Lokasia. Harus dipastikan bahwa benda kerja diberikan keterbatasan yang diinginkan.b. Lokator harus ditempatkan dengan cara tertentu sehingga tatal / geram tidak akan menyebabkan keselahan penempatan benda kerja.c. Bila sebuah benda kerja dari casting atau forging kasar sedang dikerjakan dengan mesin, titik titk lokasi harus dibuat mudah disetel.d. Masukan alat alat proofing misalnya fouling pin, proyeksi, dan sebagainya untuk mencegah penempatan benda kerja yang tidak tepat.e. Buat titik titik lokasi yang bisa dilihat operator dari posisi kerjanya.f. Buat lokasi yang progresif (yaitu menentukan lokasi pada satu lokator dan kemudian yang lain).2. Clampinga. Clamp harus diposisikan untuk memberikan ketahanan terbaik terhadap kekuatan potong.b. Clamping harus dilakukan sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan deformasi benda kerja.c. Bila mungkin, menjadikan clamp sebagai bagaian integral dengan bodi fixture.d. Buat semua gerak clamping dan penentu lokasi mudah dan wajar ketika dilakukan.

3. Celah (Clerance)a. Ruang rugi yang cukup besar harus disediakan untuk memungkinkan variasi ukuran benda kerja.b. Ruang rugi yang berlebihan harus disediakan untuk kemudahan (tangan) operator.c. Pastikan tersedia cukup ruang rugi yang memadai.4. Stabilitas dan Kekakuana. Sediakan empat kaki sehingga bisa dihindari dudukan (seating) yang tidak rata.b. Buat peralatan sekuat mungkin untuk operasi ini.c. Sediakan sarana penempat dan pengikat dengan baut pada peralatan ke meja atau sepindel, bila perlu.5. PenangananBuat peralatan ringan dan mudah ditangani, pastikan tidak ada sudut yang tajam, dan bila berat berikan titik titik pengangkatan.6. Umuma. Pertahankan desain yang sederhana sehingga minimal.b. Gunakan seku cadang standar sebanyak mungkin.c. Metode lokasi dan pengikat harus dibuat sedemikian sehingg waktu idle minimal.d. Desain untuk keamanan.2. Gambaran Umum Perancangan FixturePiston sepeda motor dengan spesifikasi high dome yang biasanya diperuntukan untuk sepeda motor balap harus melalui beberapa penyesuaian terutama bentuk dome agar piston tersebut tidak menabrak katup in dan ex, selain menghidari hal tersebut para mekanik membentuk dome agar performa sepeda motor balapnya bertambah. Untuk mencapai hal tersebut proses bubut harus dilakukan pada bagian dome dari piston. Untuk memegang benda kerja pada mesin bubut biasanya harus dicekam pada chuck, hal ini tidak mungkin dilakukan pada benda kerja berupa piston jika harus mencekamnya pada chuck, maka perlu adanya peralatan tambahan berupa alat bantu pegang benda kerja (fixture).Fixture ini bersinggungan langsung dengan benda kerja dan chuck mesin bubut, bagian belakang fixture dicekam pada chuck sedangkan bagian depan sebagai tempat piston. Fixture ini berbentuk silinder berongga pada bagian tengahnya, rongga ini sebagai tempat batang torak untuk mengikat piston pada badan fixture dan bentuknya juga cukup sederhana.

3. Gambar Perancangan

Gambar 4.1 Desain fixture

D. Sistematika peyusunan Laporan SkripsiHalaman JudulHalaman PengesahanDaftar IsiDaftar GambarDaftar TabelBAB I: PendahuluanBab ini menjelaskan Latar belakang masalah, Perumusan masalah, Batasan masalah, Tujuan Skripsi, Manfaat Skripsi, Sistematika penyusunan Skripsi.BAB II: Dasar TeoriBab ini menjelaskan tentang Landasan teori yang berkaitan dengan tema Skripsi, paradigm, cara pandang, tinjauan pustaka terhadap penulis terdahulu yang ada kaitan dengan tema Skripsi, teori dasar yang dipakai dalam perancangan.BAB III: PerancanganBab ini berisikan gambar perancangan, ide / pemikiran mengenai Skripsi tersebut, gambaran umum prisip kerja alat yang akan dibuat, metode metode yang telah ada atau akan digunakan.BAB IV: Perhitungan dan PembahasanBab ini memuat perhitungan pada rancangan yang dibuat dengan mengacu ke dasar teori. Melakukan analisa perhitungan dan membahas hasil perhitungan dan rancangan.BAB V: PenutupBab ini berisi Simpulan serta SaranDaftar PustakaLampiran

E. Daftar PustakaAdithan, M., dan Gupta A.B. 1996. Manufacturing Technology. New Delhi : NewAge Internationa Pte Ltd.Amsted B H dkk. 1981. Teknologi Mekanik edisi 7 jilid 1. Jakarta : Erlangga.Amsted B H dkk. 1981. Teknologi Mekanik edisi 7 jilid 2. Jakarta : Erlangga.DeGarmo, E.P. 1979. Materials and Processes in Manufacturing. New York : MacMillan Publishing Co.Giesecke, Mitchell, Spencher, Hill, Dygdon, Novak. 2000. Gambar Teknik edisi 11 jilid 1. Jakarta : Erlangga.Giesecke, Mitchell, Spencher, Hill, Dygdon, Novak. 2000. Gambar Teknik edisi 11 jilid 2. Jakarta : Erlangga.Hoffman Edward G. 2001. Jig and Fixture Design Edition. Cincinnati : International Thomson Publishing Company.Purwanto Adi. 2013. Buku Ajar Teknologi Manufaktur Jig dan Fixture.Yogyakarta : Teknik Mesin IST AKPRIND.

F. Jadwal PelaksanaanNoTahapan KegiatanSeptemberOktoberNovember

IIIIIIIVIIIIIIIVIIIIIIIV

1Pengajuan proposal Skripsi

2Penyusunan Laporan Skripsi, Pembuatan Gambar Rancangan,Pembuatan Fixture

3Analisa Fixture

4Penyusunan Daftar Pustaka dan Lampiran

G. Rincian Perkiraan BiayaNONAMA BAHANHARGABANYAKNYA / UKURANJUMLAH

1Aluminium PaduanRp. 1Diameter 100 mm x Panjang 100 mm

2Connecting rodRp. 110.0001Rp. 110.000

3Piston Hight DomeRp. 135.0001Rp. 135.000

4Baut + Mur M10Rp. 50002Rp. 10.000

5Jasa Permesinan dan LasRp. 100.000-Rp. 100.000

Harga TotalRp. 355000

H. BiodataNama: Agung Prasetya AjiNomor Mahasiswa: 101.03.1085Tempat Tanggal Lahir: Banjarnegara, 06 Juli 1992Alamat Asal: Desa Kandangwangi RT 04 RW 01, Kecamatan Wanadadi, Kabupaten Banjarnegara, Jawa Tengah, 53461Alamat di Yogyakarta: Dusun Dabag RT 03 RW 27, Desa Condongcatur, Kecamatan Depok, Kabupaten SlemanNomor HP: 085741223006Asal SMK: SMK Panca Bhakti Banjarnegara