RANCANG BANGUN HYDROLIC PRESS BENDING TOOL KLEM PIPA ¾ INCHI TUGAS AKHIR OLEH NANDA RIDHO PUTRA

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN HYDROLIC PRESS BENDING TOOL KLEM PIPA ¾ INCHI TUGAS AKHIR Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan Program Studi DIV Teknik Manufaktur Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang OLEH NANDA RIDHO PUTRA PROGRAM STUDI DIV TEKNIK MANUFAKTUR JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI PADANG KEMENTRIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI 2017

2 No. Alumni Universitas... Nanda Ridho Putra BIODATA No. Alumni Fakultas... (a) Tempat/Tgl Lahir: Padang/29 November 1995 (b) Nama Orang Tua: Syaiful Anwar dan Elmida Warni (c) Jurusan: Teknik Mesin (d) Program Studi: DIV Teknik Manufaktur (e) No. BP: (f) Tanggal Lulus: 09 Oktober 2017 (g) Predikat Lulus:... (h) IPK: 3.13 (i) Lama Studi: 4 Tahun 1 Bulan (j) Alamat Orang Tua: Jln. Lintas Sumatera, Jorong Limau Kapeh, Desa Sungai Jambur, Kec IX Koto Sungai Lasi, Kab Solok, Kota solok, Sumatera Barat. RANCANG BANGUN HYDROLIC PRESS BENDING TOOL KLEM PIPA ¾ INCHI Tugas Akhir D-IV Oleh : Nanda Ridho Putra Pembimbing I : Mulyadi.,ST.,MT dan Pembimbing II: Daddy Budiman.,ST.,M.Eng ABSTRAK Hydrolic Press Bending Tool merupakan suatau alat yang mempunyai prinsip penekanan dengan menggunakan dongkrak hidrolik berkapsitas 2 ton. Alat ini digunakan untuk atau melakukan proses pembentukan (bending) plat alumunium dengan ketebalan maksimal 1 mm menjadi sebuah produk yaitu klem untuk pipa ¾ inchi. Pada proses pembentukan bahan baku alat ini terdiri dari punch sebagai batang penekan dan dies sebagai cetakan pembentukan produk. Klem pipa ¾ inci merupakan suatu produk yang umum dan banyak penggunaannya pada rumah tangga maupun industri sebagai penjepitan atau penyangga pipa instalasi listrik maupun pipa penyaluran air pada tempat- tempat yang tinggi dan juga pada dinding. Pada alat ini memiliki dua pengerjaan sekaligus yaitu proses bending dan embossing. Gaya total yang terjadi pada saat proses pembentukan bahan baku menjadi sebuah produk yaitu 8373,6 N. Perencanaan yang telah dibuat ini bisa dijadikan sebagai acuan dalam pembuatan alat hydrolic press bending tool yang akan menghasilkan produk klem pipa berukuran ¾ inci. Kata Kunci : Hydrolic Press Bending Tool, Produk, Bending, Klem pipa ¾ inchi Tugas Akhir ini telah dipertahankan didepan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal : 09 Oktober 2017 Abstrak telah disetujui oleh penguji : Tanda Tangan Nama Terang Mulyadi.,ST.,MT Drs. Yusri.,MT Asmed.,ST.,MT Drs. Mulyadi, ST, MT Mengetahui : Ketua Jurusan Teknik Mesin : Dr. Junaidi.,ST.,MT Nip Tanda Tangan Alumnus telah mendaftar ke Politeknik Negeri Padang dan mendapatakan nomor alumnus : Petugas Politeknik Nomor Alumni Jurusan Nama Tanda Tangan Nomor Alumni Politeknik Nama Tanda Tangan

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillahi robbil`alamin segala Puji hanya milik Allah, pencipta langit dan bumi dan apa yang ada diantara keduanya, Dia yang senantiasa bersemayang di `Arsy-Nya. Shlawat dan salam kepada rosullullah SAW, seorang manusia mulia yang telah Allah utus sebagai penyempurna akhlak umat seluruh alam. Dengan segenap karunia dan nikmat serta seizin-nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai wujud aplikasi nyata terhadap ilmu yang telah didapat sekaligus sebagai salah satu syarat penyelesaian studi di Politeknik Negeri Padang. Dengan segala keterbatasan ilmu yang penulis miliki serta kelemahan-kelemahan yang ada, penulis sangat menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih sangat jauh dari kesempurnaan, oleh karenanya dengan keterbukaan hati yang lapang penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari segenap pembaca apabila dalam penulisan ini terdapat kekurangan maupun kesalahan dalam penyusunannya. Penyelesaian Tugas Akhir ini bukanlah semata-mata karena kehebatan penulis dalam menyusunnya, akan tetapi karena adanya motivasi dan dukungan penuh dari segenap pihak yang turut berkonstribusi. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Aidil Zamri, ST, MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang. 2. Bapak Dr. Junaidi, ST, MP selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. 3. Bapak Drs. Yusri, MT selaku Ketua Prodi DIV Teknik Manufaktur Politeknik Negeri Padang. 4. Bapak Mulyadi, ST, MT selaku pembimbing I tugas akhir penulis. 5. Bapak Daddy Budiman, ST, M.Eng selaku pembimbing II tugas akhir penulis. i

4 6. Ibunda dan Ayahanda yang tercinta yang tak pernah penat merasakan teriknya panas matahari dan dinginnya cuaca hujan, yang senantiasa mendoakan ananda siang dan malam serta memberikan yang terbaik buat ananda. semoga Allah SWT selalu memberi kesehatan dan hidayahnya kepadamu selalu. 7. Seluruh anggota keluarga yang selalu mengiringi perjalanan hidup suka maupun duka, kakak-kakak, sanak saudara semua terima kasih atas nasihat dan dukungannya selama ini. 8. Seluruh Staf pengajar Jurusan Teknik Mesin Polteknik Negeri Padang. 9. Seluruh Teknisi, Terima kasih atas pelayanan yang telah diberikan, semoga mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. 10. Rekan-rekan seperjuangan DIV Teknik Manufaktur angkatan Serta seluruh pihak yang turut serta membantu memberikan dorongan dan dukungannya. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih dan mohon maaf apabila ada kesalahan dan kekhilafan dalam penulisan laporan tugas akhir ini. Dengan kerendaan hati penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Padang, 9 Oktober 2017 Nanda Ridho Putra ii

5 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBARAN PENGESAHAN LEMBARAN TUGAS LEMBARAN ASISTENSI ABSTRAK KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i iii vi vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Alasan Pemilihan Judul Tujuan Penulisan Tujuan Umum Tujuan Khusus Rumusan Masalah Batasan Masalah Metode Pengambilan Data Sistematika Penulisan BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Sistem Hidrolik Komponen- Komponen Dasar Sistem Hidrolik Pengertian Press Tool Pembagian Press Tool Cuttiing tool Forming Tool Dasar Perhitungan Hydrolic Press Bending Tool iii

6 2.3.1 Perhitungan Bentangan Perhitungan Dimensi Perhitungan Gaya Momen Inersia Momen Tahanan Bengkok Sambungan atau Pengikat Las Sambungan But dan Mur Pegas BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Diagram Alir Lokasi dan Waktu Pembuatan Tugas Akhir Menentukan Syarat Kebutuhan Desain Menentukan Mekanisme Hydrolic Press Bending Tool Pembuatan Finishing Pengujian Produk Yang Dihasilkan Nama dan Fungsi Bgian Alat Prinsi Kerja Alat Alat dan Bahan Yang Digunakan Alat yang Digunakan Bahan Digunakan BAB IV PRESS TOOL PEMBUAT PART SUPPORT DONGKRAK 4.1 Perhitungan Bentangan Perhitungan Gaya Tekan (Bending) Perhitungan Gaya Embossing Perencanaan Dimensi Alat Panjang Punch Maksimal Tebal Dies iv

7 4.4 Perhitungan Pegas Tarik Perhitungan Waktu Permesinan Waktu Kerja Pembubutan Pengeboran Frais Milling Biaya Produksi Biaya Bahan Biaya Listrik Upah Kerja Biaya Perancangan Biaya Tak Terduga Analisa Keuntungan dan Harga Jual Alat Pengujian Alat Percobaan Pada Plat Alumunium 1mm Percobaan Pada Plat Seng 1mm Analisa Pengujian Alat BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Press Tool Gambar 2.2 Proses Blanking Gambar 2.3 Proses Pierching Gambar 2.4 Proses Notching Gambar 2.5 Proses Parting Gambar 2.6 Proses Shaving Gambar 2.7 Proses Trimming Gambar 2.8 Proses Cropping Gambar 2.9 Proses Lanzing Gambar 2.10 Proses Bending Gambar 2.11 Proses Flanging Gambar 2.12 Proses Deep Drawing Gambar 2.13 Proses Curling Gambar 2.14 Proses Embossing Gambar 2.15 Perhitungan Bentangan Gambar 2.16 Bagian- bagian Pada Baut Gambar 2.17Standa British Gambar 2.18 Standar Metris Gambar 2.19 Jenis Pegas Gambar 3.1 Produk Hasil Gambar 3.2 Hydrolic Press Bending Tool Design Gambar 4.1 Perencanaan Luas Bentangan Gambar 4.2 Bentangan Plat Gambar 4.3 Batang Lintasan... vi

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Faktor Koreksi Tabel 2.2 Jenis- jenis elektroda Tabel 2.3 Tegangan Yang Diizinka Tabel 4.1 Pengerjaan bagian- bagian alat Tabel 4.2 Harga bahan baku Tabel 4.3 Harga barang standar Tabel 4.4 Biaya listrik mesin Tabel 4.5 Percobaan Tabel 4.6 Percobaan vii

10 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Industri manufaktur merupakan tulang punggung berbagai industri dalam suatu negara. Karena Industri manufaktur mampu meningkatkan produktifitas industri-industri yang lain. Pada industri manufaktur, bahan mentah diolah untuk meningkatkan nilai tambahnya sehingga nilai jualnya dapat meningkat. Industri manufaktur menghasilkan berbagai jenis produk yang sudah umum dipakai oleh masyarakat mulai dari peralatan yang digunakan sehari-hari, seperti peralatan rumah tangga, barang-barang elektronik, dan peralatan industri. Proses manufakturlah yang mewujudkan hal-hal tersebut. Karena pesatnya kemajuan industri manufaktur, telah banyak manusia menciptakan alat yang dapat digunakan untuk membuat suatu part dengan jumlah yang tidak sedikit dan dengan waktu yang relatif singkat. Salah satu contoh alat yang biasa digunakan untuk membuat part pada suatu industri manufaktur adalah press tool. Press tool merupakan suatu alat yang dibuat untuk suatu tujuan tertentu dengan cara memotong atau membentuk pelat-pelat logam dengan menggunakan mesin press sebagai alat penekan. Sebuah press tool dibuat untuk memenuhi pesanan produk dalam jumlah ratusan bahkan ribuan produk yang sama dalam waktu yang relatif singkat. Produk dari 1

11 2 penggunaan press tool akan memiliki ukuran yang tepat dan seragam. Alat yang penulis buat dapat juga dikategorikan sebagai sebuah press tool, karena pada alat tersebut terdapat proses forming tool (bending). Alat produksi tersebut adalah Hydraulic Press Bending Tool. Hydraulic Press Bending Tool adalah suatu alat yang di rancang menggunakan dongkrak hidrolik sebagai penekan punch pada proses bending plat dengan hasil jadinya yaitu klem pipa berukuran ¾ inchi. 1.2 Alasan Pemilihan Judul Tugas akhir ini berjudul Rancang Bangun Hydraulic Press Bending Tool Klem Pipa ¾ Inchi Adapun alasan penulis mengambil judul Tugas Akhir (TA) tersebut yaitu sesuai dengan program studi manufaktur. Manufaktur merupakan sebuah proses pengolahan bahan baku menjadi sebuah produk yang memiliki nilai jual dengan menggunakan mesin- mesin produksi maupun manual. Oleh karena itu penulis merancang dan membuat hydrolic press bending tool ini karena alat ini bisa mengolah atau membentuk bahan baku plat alumunium dengan ketebalan maksimalm 1mm menjadi sebuah produk yaitu klem pipa berukuran ¾ inchi. klem pipa merupakan suatu produk yang sederhana namun sangat dibutuhkan terutama pada rumah tangga maupun industri- industri yang membutuhkan klem pipa sebagai penjepit pipa pvc saluran air maupun pipa instalasi listrik pada tempat- tempat yang tinggi seperti pada dinding. Pada saat sekarang ini proses pembuatan klem pipa dilakukan dengan cara yang bervariasi seperti, menggunakan ragum (ulir) dalam proses pembendingannya

12 3 dan juga menggunakan sistem pneumatik. Berdasarkan pengamatan penulis dalam pengoperasian alat yang sebelumnya terbilang agak sulit karena harus membutuhkan tenaga yang lebih ekstra pada proses pembuatannya. Hydrolic press bending tool merupakan sebuah alat bending yang dirancang dengan sistem tekan menggunakan dongkrak hidrolik sebagai penggerak dan hasil akhirnya yaitu klem pipa berukuran ¾ inchi. Dalam proses pengoperasiannya sangat mudah dan sederhana, sehingga alat ini tidak membutuhkan tenaga yang ekstra karena menggunakan dongkrak sebagai penggerak utamanya. Dengan perencanaan alat ini penulis dapat menuangkan ilmu yang telah diperoleh selama perkuliahan, seperti elemen mesin, jig and fixture, design, ilmu bahan, teknologi bahan, gambar teknik, serta ilmu yang relevan dengan perencanaan alat ini. 1.3 Tujuan Penulisan Berdasarkan kurikulum yang ditetapkan oleh Politeknik Negeri Padang bahwa sebagai syarat kelulusan maka mahasiswa diwajibkan untuk membuat tugas akhir sebelum mengakhiri masa studi mahasiswa di Politeknik Negeri Padang ini. Pada dasarnya pelaksanaan tugas akhir mempunyai dua tujuan yakni tujuan umum dan tujuan khusus.

13 Tujuan Umum 1. Dapat merencanakan pembuatan hydrolic press bending tool yang baik dari segi desain maunpun pemilihan bahan. 2. Dapat merencanakan pembuatan hydrolic press bending tool yang efektif dalam pengoperasiannya Tujuan Khusus 1. Dapat merancang dan membuat hydrolic press bending tool dengan menggunakan dongkrak hidrolik berkapasitas 2 ton sebagai penggerak utama. 2. Dapat menghitung dimensi dan gaya- gaya yang terjadi pada proses pembentukan bahan baku. 3. Dapat menganalisa jenis bahan yang optimal sebagai bahan baku produk. 4. Dapat menghitung waktu produksi. 1.4 Rumusan Masalah Berdasarkan tujuan diatas maka didapat beberapa rumusan masalah pada tugas akhir ini yaitu: 1. Bagaimana merancang dan membuat hydrolic press bending tool dengan menggunakan dongkrak hidrolik berkapasitas 2 ton sebagai penggerak utama? 2. Bagaimana menghitung dimensi dan gaya- gaya yang terjadi pada saat proses pembentukan bahan baku? 3. Bagaimana menganalisa jenis bahan yang optimal sebagai bahan baku?

14 5 4. Bagaimana menghitung waktu prduksi? 1.5 Batasan Masalah Dalam perencanaan dan pembuatan Hydrolic Press Bending Tool yang dibahas meliputi beberapa kriteria dengan tujuan agar tidak mengundang pengertian yang mengambang, dimana kriteria disini merupakan batasanbatasan mengenai ruang lingkup penulisan yaitu desain konstruksi, perhitungan gaya-gaya yang bekerja, menganalisa jenis- jenis bahan dan menghitung waktu produksi. 1.6 Metode Pengambilan Data Dalam penulisan laporan ini dibutuhkan data-data sebagai landasan untuk mempermudah dalam penulisan laporan tugas akhir ini. Metode yang digunakan dalam pengumpulan data adalah sebagai berikut: 1. Metode Bimbingan Metode ini bertujuan untuk mendapatkan pengarahan dari dosen pembimbing dalam penyusunan sistematik laporan tugas akhir yang baik serta koreksi dan masukan materi selama proses pembuatan dan penyusunan tugas akhir. 2. Studi Literatur Metode ini dilakukan dengan jalan mengambil data dari sumber yang berkaitan dengan judul Laporan Tugas Akhir ini, baik dari perpustakaan maupun media internet.

15 6 1.7 Sistematika Penulisan Untuk memudahkan dalam pembuatan tugas akhir ini dan agar mudah dimengerti dan juga agar sesuai dengan pedoman tugas akhir program studi D4 Teknik Manufaktur, maka penulis akan menguraikan pembahasanpembahasan dalam beberapa bab, yaitu sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang permasalahan, tujuan, rumusan masalah, batasan masalah dan sistematika laporan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA HYDROLIC PRESS BENDING TOOL Bab ini berisi teori yang mendasari dalam perancangan hydrolic press bending tool, hidrolik, press tool dan gaya gaya yang bekerja pada setiap komponen alat. BAB III METODOLOGI PEMBUATAN HYDROLIC PRESS BENDING TOOL Bab ini terdapat lokasi dan waktu pembuatan tugas akhir, diagram alir, serta prosedur perancangan. BAB IV RANCANG BANGUN HYDROLIC PRESS BENDING TOOL Bab ini membahas perhitungan bentangan gaya- gaya yang bekerja, waktu prmesinan, analisa biaya produksi, pengujian dan analisa.

16 7 BAB V PENUTUP Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran atau rekomendasi lebih lanjut tentang kemungkinan perbaikan yang dapat ditingkatkan pada alat/mesin.

17 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Sistem Hidrolik Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan fluida (zat cair) untuk melakukan gerakan segaris atau putaran. Dalam system hidrolik, fluida digunakan sebagai penerus gaya. Prinsip dasar hidrolik adalah jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya (Hukum Archimedes) Komponen- komponen Dasar Pada Sistem Hidrolik 1. Unit Tenaga Berfungsi sebagai sumber tenaga dengan liquid/ minyak hidrolik. Pada sistem ini, unit tenaga terdiri atas: a) Penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar b) Pompa hidrolik, putaran dari poros penggerak mula memutar pompa hidrolik sehingga pompa hidrolik bekerja c) Tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan hidrolik d) Kelengkapan (accessories), seperti : pressure gauge, gelas penduga, relief valve 2. Unit Penggerak (Actuator) Berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik. Hidrolik actuator dapat dibedakan menjadi dua macam yakni: 8

18 9 a) Penggerak lurus (linier Actuator) : silinder hidrolik b) Penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator 3. Unit Pengatur Berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik. Unit pengatur diwujudkan dalam bentuk katup atau valve yang macam-macamnya akan dibahas berikut: a) Katup Pengarah (Directional Control Valve = DCV) Katup (Valve) adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menghentikan atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut. Contoh jenis katup pengarah: Katup 4/3 Penggerak lever, Katup pengarah dengan piring putar, katup dengan pegas bias. b) Macam-macam Katup Pengarah Khusus 1. Check Valve adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagaipressure control (pengontrol tekanan). 2. Pilot Operated Check Valve, Katup ini dirancang untuk aliran cairan hidrolik yang dapat mengalir bebas pada satu arah dan menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan cairan yang dapat membukanya. 3. Katup Pengatur Tekanan, Tekanan cairan hidrolik diatur untuk berbagai tujuan misalnya untuk membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik, untuk mengatur tekanan agar penggerak hidrolik dapat bekerja secara berurutan, untuk mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil.

19 Pengertian Press Tool Press tool adalah suatu peralatan yang digunakan untuk pengerjaan pemotongan dan pembentukan pelat logam lembaran menjadi barang produksi yang diinginkan dengan bantuan penekanan (Budiarto, 1997). Press tool secara operasional dapat bekerja sebagai alat potong atau sebagai alat pembentuk saja, kadang-kadang dapat pula dalam satu alat bekerja bersama-sama antara pembentukan dan pemotongan sekaligus. Gambar 2.1 Press Tool Press tool dapat menghasilkan produk secara masal dengan kualitas yang seragam dan waktu yang singkat. Press tool dibuat memiliki beberapa keuntungan, antara lain dapat digunakan untuk membuat produk secara masal, dapat menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran yang seragam dan biaya lebih ekonomis dalam pembuatan produk masal (Bubphachot, 2009)

20 Pembagian Press Tool Alat-alat potong (cutting tools) Cutting tools merupakan proses pengerjaan material yang dilakukan dengan cara menghilangkan sebagian atau memotong material sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Menurut operasinya dapat digolongkan menjadi beberapa golongan, yaitu : 1. Pelubang pembentuk (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. Punch Dies Blank Gambar 2.2 Proses Blanking 2. Pierching Pierching adalah proses pemotongan material oleh punch dengan prinsip kerjanya yang sama dengan proses blanking, namun seluruh sisi potong punch melakukan proses pemotongan. Proses pierching adalah proses pembuatan lubang melalui penekanan punch pada material.

21 12 Round Punch Slug/Skrap Dies Gambar 2.3 Proses Pierching 3. Notching Notching adalah proses pemotongan oleh punch, dengan minimal dua sisi yang terpotong, namun tidak seluruh sisi punch melakukan pemotongan. Pemotongan dua sisi 4. Parting Pemotongan tiga sisi Gambar 2.4 Proses notching Parting adalah proses pemotongan untuk memisahkan komponen melalui saatu garis potong atau dua garis potong antara komponen yang satu dengan yang lainnya. Biasanya proses ini digunakan pada pengerjaan bentuk-bentuk yang tidak rumit atau bentuk material yang sederhana. Punch Dies Gambar 2.5 Proses parting

22 13 5. Shaving Shaving merupakan proses pemotongan material dengan sistem mencukur, dengan maksud untuk menghaluskan permukaan hasil proses blanking atau pierching guna mendapatkan ukuran teliti dari hasil pemotongan yang sudah dilakukan terlebih dahulu. P S D Gambar 2.6 Proses shaving 6. Trimming Trimming merupakan proses finishing. Proses trimming pada umumnya digunakan untuk pemotongan sisa dari hasil penuangan atau dari proses penarikan dalam deep drawing. Exessive Trimmed Gambar 2.7 Proses trimming 7. Cropping Cropping adalah 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

23 14 mempunyai ukuran panjang material sesuai dengan jumlah komponen yang diminta. Cropped part Scrap Stock Strip Gambar 2.8 Proses cropping 8. Lanzing Lanzing merupakan proses pemotongan plat yang menyobek bagian plat pada tiga sisi. Kadang-kadang lanzing secara operasional dikatakan sebagai semi pierching. Gambar 2.9 Proses lanzing Alat-alat pembentuk (Forming Tools) Forming Tool merupakan proses pengerjaan material yang dilakukan tanpa pengurangan atau penghilangan material, melainkan hanya mengubah

24 15 bentuk geometris benda kerja. Ada beberapa jenis forming yaitu bending, flanging, deep drawing, curling dan embossing. 1. Bending Proses bending merupakan proses pembengkokkan material dengan arah garis lurus dengan bentuk sudut yang diinginkan. Perubahan yang terjadi pada proses ini hanya bentuknya saja namun volume material yang dibending adalah tetap. Gambar 2.10 Proses bending 2. Flanging Flanging adalah proses yang menyerupai proses bending, hanya perbedaanya terletak pada garis bengkok yaitu bukan merupakan garis lurus namun merupakan radius. Stretch Flange Gambar 2.11 Proses flanging 3. Deep drawing Merupakan proses penekanan benda yang diinginkan dengan kedalaman cetakan sampai batas deformasi plastis. Tujuannya adalah

25 untuk memperoleh bentuk tertentu dan biasanya tebal material akan berubah setelah proses ini. 16 Gambar 2.12 Proses deep drawing 4. Curling Merupakan pembentukan profil (mengulung dan melipat) yang dilakukaan pada salah satu ujung material. Gambar 2.13 Proses Curling 5. Embossing Embossing merupakan proses pembentukan contour material pada salah satu atau kedua sisi material tersebut. Gambar 2.14 Proses embossing

26 Dasar Perhitungan Hydrolic Press Bending Tool Perhitungan bentangan Gambar 2.15 Perhitungan bentangan Panjang total bentangan (B) dapat dihitung dengan rumus : B = a + b + c + d + e... (2.1) Dimana : b = d = (r + x). 2πα r1 = r a = e = L (r + s) c = P 2 (r + s) Besarnya harga x tergantung pada perbandingan tebal (s) dengan radius permukaan (r) plat. r < 2 s... x = 0,33 s r = 2 s 4 s... x = 0,40 s r > 4 s... x = 0,50 s

27 Perhitungan Dimensi 1. Panjang punch masksimal Dalam menentukan panjang punch maksimal dapat dipakai punch yang memiliki diameter terkecil/yang paling kritis. L = π2. E. L F... (2.2) Keterangan: L maks = panjang punch maksimal (mm) E = Modulus elastisitas (N/mm 2 ) I = momen inersia bahan (mm 4 ) 2. Tebal dies Persamaan untuk mencari tebal dies adalah: 3 F tot H = g... (2.3) Keterangan: H = tebal dies (mm) g = gravitasi bumi (9.81 m/s 2 ) F = gaya total (N)

28 Perhitungan Gaya Dalam perencanaan ini dibutuhkan perhitungan mencari gaya embossing dan gaya bending. Fbending = ((2.P) x (2.L)) x t x σt x ( Lo Li x K)......(2.4) Keterangan: P L t σt Lo Li K = Panjang Punch (mm) = Lebar Punch (mm) = Tebal plat (mm) = Tegangan Tarik (N/mm2) = Panjang Sebelum Penekukan (mm) = Panjang Setelah penekukan (mm) = Faktor Koreksi Untuk mendapatkan harga faktor koreksi (a) dapat dilihat pada tabel faktor koreksi berikut. Tabel 2.1 Faktor Koreksi m β α 0, ,55 1,82 0,9 0,60 1,67 0,8 0,65 1,54 0,7 0,70 1,43 0,6 0,75 1,33 0,5 0,80 1,25 0,4

29 20 0,85 1,18 0,3 0,90 1,11 0,2 0,95 1,05 0, Momen Inersia Momen inersia suatu benda terhadap suatu garis atau titik adalah massa dikalikan dengan kuadrat jaraknya. Untuk penampang, momen inersianya adalah luas penampang dikalikan kuadrat jaraknya. Perhitungan momen inersia untuk beberapa penampang dapat dilihat sebagai berikut: a) Momen inersia untuk penampang persegi panjang h b Momen inersia di sumbu x Ix = b h 3...(2.5) 12 Momen inersia di sumbu y Iy = b h 3...(2.6) 12 Keterangan : b = lebar penampang (mm) h = tinggi penampang (mm) Ix = momen inersia di sumbu x (mm 4 ) Iy = momen inersia di sumbu y (mm 4 )

30 21 b) Momen inersia untuk penampang persegi h b Karena h = b, maka momen inersia di sumbu x dan y adalah: Ix/y = b 4...(2.7) 12 Keterangan: b=h= tinggi dan lebar penampang (mm) Ix/y = momen inersi di sumbu x/y (mm 4 ) c) Momen inersia untuk penampang lingkaran d Momen inersia di x sama dengan momen inersia di y, maka : Ix = Iy = π d 4...(2.8) 64 Keterangan: Ix/y = momen inersia di sumbu x/y (mm 4 ) d = diameter (mm)

31 22 d) Momen inersia untuk penampang pipa D d0 Ix = Iy = π (Di 4 d0 4 )...(2.9) 64 Keterangan: Momen Tahanan Bengkok Di = diameter luar (mm) d0 = diameter dalam (mm) Ix/y = momen inersia di sumbu x/y (mm 4 ) a) Momen tahanan bengkok untuk penampang persegi panjang Wb = b h 2...(2.10) 6 Keterangan: Wb = momen tahahan bengkok (mm 3 ) b = lebar penampang (mm) h = tinggi penampang (mm) b) Momen tahanan bengkok untuk penampang persegi Wb = b 3...(2.11) 6

32 23 Keterangan: b = h = panjang dan lebar penampang (mm) Wb = momen tahanan bengkok (mm 3 ) c) Momen tahanan bengkok untuk penampang lingkaran Wb = π d 3...(2.12) 32 Keterangan: Wb = momen tahanan bengkok (mm 3 ) d = diameter penampang (mm) d) Momen tahanan bengkok untuk penampang pipa Wb = π (Di 4 do 4 )... (2.13) 32 Keterangan: Sambungan atau Pengikat Las Wb = momen tahanan bengkok (mm 3 ) Di = diameter luar penampang (mm) do = diameter dalam penampang (mm) Sambungan las termasuk sambungan tetap yang kuat dan juga rapat. Kekuatan sambungan las sangat tergantung pada pengerjaan., bahan elektroda, dan bentuk sambungan las yang yang dikerjakan. Sifat mekanik beberapa jenis elektroda, menurut American Welding Society (AWS) dapat dilihat dari tabel dibawah ini.

33 24 No Elektroda Kekuatan Tarik Kekuatan Mulur Regangan (AWS) Kpsi Kpsi % E60xx E70xx E80xx E90xx E100xx E120xx Tabel 2.2 Jenis-jenis elektroda menurut AWS Penentuan tegangan yang diizinkan didasarkan pada kekuatan mulur. Tegangan-tegangan yang diizinkan dalam berbagai kondisi pembebanan dapat dilihat pada tabel berikut : No Elektroda Kekuatan Tarik Kekuatan Mulur Regangan (AWS) Kpsi Kpsi % Tarikan Las Temu 0,60 σy 1,67 Bantalan Las Temu 0,60 σy 1,11 Lenturan Las Temu 0,60 σy 1,67 Tekanan Las temu 0,60 σy 1,67 Sederhana Geseran Las Temu 0,40 σy 1,44 Kpsi = Kilo Pound Tabel 2.3 Tegangan yang diizinkan menurut kode AISC

34 Sambungan Mur dan Baut Sistem sambungan dengan menggunakan mur dan baut, Termasuk sambungan yang dapat dibuka tanpa merusak bagian yang disambung serta alat penyambung ini sendiri. Penyambungan dengan mur dan baut ini paling banyak digunakan sampai saat ini, misalnya sambungan pada konstruksi dan alat permesinan. Bagian-bagian terpenting dari mur dan baut adalah ulir. Ulir adalah suatu yang diputar dikeliling silinder dengan sudut kemiringan tertentu. Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga digulung pada sebuah silinder seperti terlihat pada gambar. Dalam pemakainnya ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam. Ulir pengikat pada umumnya mempunyai profil penampang berbentuk segitiga sama kaki. Gambar 2.16 Bagian-bagian pada baut Dimana : D = diameter terbesar ulir luar Dc = diameter terkecil dari ulir dalam Dp = diameter rata-rata dari ulir luar dan ulir dalam

35 26 1 = sudut ulir 2 = puncak ulir 3 = jarak puncak ulir 4 = kedalaman ulir atau tinggi ulir Pada saat ini ulir yang terdapat di pasaran, ada standar yang dipakai yaitu : a. Standar British Withworth dengan ciri-cirinya - Simbol nya W misalnya W ½ artinya diameter luarnya adalah ½ inchi - Ukurannya dalam satuan inchi - Sudut puncak (alpha) = 55 derajat Gambar 2.17 Standar British b. Standard Metris (SI) dengan ciri-cirinya : - Simbolnya (M), misalnya M20 artinya diameter luarnya adalah 20mm - Semua ukuran dalam table dan gambar dalam satuan (mm) - Sudut puncat (alpha) = 60 derajat

36 27 Gambar 2.18 standar Metris Baut dan mur merupakan pengikat yang sangat penting untuk mencegah timbulnya kerusakan pada mesin. Pemilihan baut dan mur sebagai alat pengikat, harus disesuaikan dengan gaya yang munkin akan menimbulkan baut dan mur tersebut putus atau rusak. Dalam perencanaan baut dan mur, kemungkinan kerusakan yang mungkin timbul yaitu : a. Putus karena mendapat beban tarikan b. Putus karena mendapat beban punter c. Putus karena mendapat beban geser = F maka diameter baut D = 4 F A Dimana : = tegangan geser (N/mm 2 ) F = gaya normal (N) A = luas penampang d 2 (mm 2 ) 2.4 Pegas Pegas merupakan elemen yang digunakan untuk memberikan aksi- reaksi terhadap beban yang terjadi. Beberapa fungsi pegas adalah sebagai berikut:

37 28 1. Pengarah balik, seperti pada pegas katup atau batang pengendali; 2. Pendistribusian gaya, contohnya pada pembebanan roda dari kendaraan, pada penapakan dari kursi dan landasan mesin; 3. Pembatasan gaya, seperti pada pengepresan; 4. Pengaturan, seperti pada katup pengatur; Gambar 2.19 Beberapa jenis pegas berdasarkan pembebanannya Keterangan: a) Pegas tekan atau kompresi, b) Pegas tarik, c) Pegas puntir, d) Pegas volut, e) Pegas daun, f) Pegas piring paralel dan seri, g) Pegas cincin, dan h) Pegas batang puntir

38 BAB III METODOLOGI RANCANG BANGUN HYDROLIC PRESS BENDING TOOL 3.1 Diagram Alir Tugas Akhir Mulai Penentuan Kebutuhan Pemilihan Bentuk dan Mekanisme Perhitungan beban Pemilihan Bahan Pengujiang ujian akhir Analisa Data Penentuan ukuran Selesai Penentuan Gambar Kerja Pembuatan Alat Assembly Finishing No Yes Pengujiang ujian awal Memenuhi syarat 29

39 Lokasi dan Waktu Pembuatan Tugas Akhir Proses pelaksanaan tugas akhir ini penulis mengambil tempat pembuatan di kampus Politeknik Negeri Padang dan kediaman penulis dengan waktu antara Mei 2017 hingga September Menentukan Syarat Kebutuhan Desain Sebelum memulai pekerjann sebaiknya kita menentukan desain yang akan kita pakai, desain yang diguankan sebaiknya lebih mudah digunakan, dan hemat tenaga dalam pengguanaan, serta memilih komponen dan bahan yang digunakan, perlu dilakukan perhitungan untuk memaksimalkan efisiensi kerja mesin dan meminimalkan biaya pembuatan alat 3.4 Menentukan Mekanisme Hydrolik Press Bending Tool Adapun Mekanisme dari alat Hydrolic Press Bending Tool ini bisa digerakkan dengan beberapa jenis penggerak seperti : 1. screw yaitu sistem penggerak menggunakan putaran yang menggunakan ulir sebagai lintasan nya. Dalam sistem penggerak ini bisa digerakkan dengan tenaga manusia (manual) dan bisa menggunakan motor. 2. Sistem pneumatik adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan udara terkompresi untuk menghasilkan efek gerakan mekanis. Karena menggunakan udara terkompresi, maka sistem pneumatik tidak dapat dipisahkan dengan kompresor, sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan udara bertekanan tertentu. 3. Hydrolik adalah teknologi yang memanfaatkan fluida (zat cair) untuk melakukan gerakan segaris atau putaran. Dalam system hidrolik, fluida digunakan sebagai penerus gaya. Prinsip dasar hidrolik adalah jika suatu zat

40 31 cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya. Dari ke tiga pernyataan diatas dipilihlah sistim penggerak menggunakan hydrolik yaitu dongkrak hydrolik berkapasitas 2 ton karena pada saat pengoperasiannya tidak perlu menggunakan tenaga yang ekstra dan juga tidak memerlukan sumber tenaga lain seperti halnya menggunakan pneumatik yang memakai kompresor sebagai sumber tenaga utamanya nya. Sesuai dengan rencana perancangan pembuatan hydrolic press bending tool yang dirancang tidak menggunakan daya tambahan seperti daya listrik maupun motor namun tetap mudah pada saat pengoperasiannya. 3.5 Pembuatan Setelah mendapatkan ide atau gambaran dari mekanisme alat yang akan dibuat makan dari itu penulis membuat langkah-langkah pembuatan hydrolic press bending tool ini : 1. Merancang gambar alat yang akan dibuat. 2. Setelah gambar dirancang selesai sesuai dengan ukuran dan perhitungan yang telah ditentukan, maka dilanjutkan dengan pembelian bahan-bahan yang akan dibutuhkan. 3. Proses pembuatan hydrolic press bending tool. 4. Pengujian kinerja dari mesin 3.6 Finishing Proses finishing ini adalah proses dimana alat menuju proses akhir untuk kesempurnaan mesin, sehingga akhir dari rancang bangun mesin ini bukan

41 32 hanya dapat dinilai dari fungsionalnya saja tetapi nilai estetika alat tersebut juga dapat dinilai atau dilihat dengan baik. 3.7 Pengujian Setelah pembuatan alat selesai maka dilakukan pengujian awal kerja alat, apakah sudah memenuhi syarat atau belum. Apabila sudah memenuhi syarat maka dilanjutkan ke pengujian akhir dengan tujuan menganalisa dan pengambilan data percobaan dari alat. 3.8 Produk Yang Dihasilkan Produk yang dihasilkan hydrolic press bending tool ini adalah klem pipa berukuran ¾ inchi. 3.9 Nama dan Fungsi Bagian Alat Gambar 3.1 Produk yang dihasilkan Gambar 3.2 Hydrolic Press Bending Tool Design

42 33 Adapun nama dan fungsi dari masing-masing bagian sesuai dengan nomornya adalah sebagai berikut : 1. Rangka Berfungsi sebagai bagian yang mendukung komponen-komponen lainnya dan juga sebagai penahan gaya sewaktu terjadinya proses penekanan. 2. Dongkrak Berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis untuk menggerakkan punch (batang penekan). 3. Rangka Gerak Berfungsi sebagai penahan gaya yang diberikan dongkrak. 4. Pegas Berfungsi sebagai penahan dan penarik dongkrak agar kembali ke posisi semula setelah penekan selesai dilakukan. 5. Batang lintasan Berfungsi sebagai lintsan turun naik rangaka gerak. 6. Punch (batang penekan) Berfungsi sebagai penekan pada saat proses bending setelah diberikan tenaga oleh dongkrak. 7. Dies Sebagai cetakan pembentukan bahan baku.

43 Prinsip Kerja Alat Alat pres ini bekerja berdasarkan prinsip penekanan terhadap benda kerja. Pertama pastikan alat dalam posisi yang tepat, selanjutnya tempatkan benda kerja kedalam dies dengan posisi yang tepat. Setelah itu lakukan proses penekanan dengan memompa dongkrak hingga punch (batang penekan) menekan benda kerja dan melakukan proses bending pembentukan benda kerja sesuai yang diinginkan. Jika telah selesai naikkan dongkrak dengan memutar katup pembebas. Pegas akan menarik dongkrak hingga punch akan kembali ke posisi semula. 3.11Alat dan Bahan yang digunakan Alat yang digunakan Adapun alat yang digunakan dalam pembuatan alat ini adalah : 1. Mesin a. Mesin bubut b. Mesin milling c. Mesin scrap d. Mesin gerinda e. Mesin las listrik f. Mesin bor 2. Peralatan a. Mistar baja b. Ragum c. Penggores

44 35 d. kikir e. Palu f. Amplas g. Kunci pas h. Kunci L Bahan yang digunakan a) Besi kanal U UNP 120 x 55 x 6 mm b) Besi kanal U UNP 65 x 42 x5.5 mm c) As petak 30mmx30mm d) Besi plat dengan ketebalan 4mm e) Plat aluminium ketebalan 1mm f) Elektroda g) Mata gerinda potong h) Mata gerinda pembersih i) Baut dan mur j) Dempul k) Cat

45 BAB IV HYDROLIC PRESS BENDING TOOL 4.1 Perhitungan bentangan Perencanaan luas bentangan dari satu buah produk klem pipa berukuran ¾ inchi adalah sebagai berikut : Gambar 4.1 Perencanaan Luas Bentangan B = L1 + Lb1 + L2 + Lb2 + L3 + Lb3 + L4 Dimana : L1 = 20 mm (r + s) = 20 (3 + 1) = 20 mm 4 mm = 16 mm Diket: r < 2.s maka, x = 0.5 x s = 0.5 x 1 x = 0.5mm 36

46 37 Lb1 = (r + x) 2 π. a = (3 mm + 0,5 mm) = 2,35 mm 2 π Lb2 = 0,5 x s = 0,5 x 1 x= 0,5 Lb2 = (28,5+ 0,5 mm) = 45,24 mm 2 π L2 = L [(r1 + s) + (r2 + s)] = 28,5 [(3 + 1) + (13,25 + 1)] = 28,5 mm 18,25 mm = 9,75 mm Lb3 = Lb1 L3 L4 = L2 = L1 Jadi perencanaan luas bentangan pada bahan baku plat alumunium yang digunakan adalah B = L1 + Lb1 + L2 + Lb2 + L3 + Lb3 + L4 B = 16 mm + 2,35 mm + 9,75 mm + 45,24 mm + 9,75 mm + 2,35 mm + 16 mm = 101,44 mm

47 Gaya Tekan (bending) F b = U x t x σt x α Gambar 4.2 Bentangan benda kerja sebelum dan sesudah di bentuk Dimana α = factor koreksi dari perbandingan tarik (m) m = D db = 6 8 = 0,75 Dapat dilihat pada tabel 2.1 maka didapatkan α = 0,5 Berdasarkan persamaan tersebut diatas maka : F b1 = U x t x σt x α = 20 mm x 1mm x 274,68 N/mm 2 x 0,5 20 mm = 2746,8 N F b2 = F b1 4.3 Gaya Embossing Luas dari Punch (A) A = U x L Gaya embossing (F) F = Kr x A Dimana : F = Gaya embossing Kr = Resistensi deformasi

48 39 Luas dari punch A = 30 mm x 8 mm A = Proyeksi bentuk luasan sebenarnya yang akan dicetak = 240 mm 2 Gaya embossing 30 mm F = 120 N/mm 2 x 240 mm2 = 2880 N 8 mm Berdasarkan perhitungan diatas maka besar kapasitas gaya tekan untuk melakukan proses bending dan embossing sebesar : F tot = Gaya bending + Gaya embossing = 5493,6 N N = 8373,6 N = 853,57 kg = 0,85 ton Pada pembuatan alat ini direncanakan menggunakan dongkrak 2 ton karena menyesuaikan besar kapasitas gaya dongkrak paling kecil yang ada dipasaran. 4.4 Perencanaan Dimensi Alat Panjang punch maksimal Untuk menentukan panjang punch (batang penekan) maksimal dapat menggunakan persamaan: Momen inersia untuk penampang persegi h 30 mm b

49 40 Karena h = b, maka momen inersia di sumbu x dan y adalah: Ix/y = b 4 12 Ix/y = = = mm Lmax = π2. E. I Fp Dimana : E = N/mm2 Fp = 8373,6 N Lmax = π2 x N/ mm 2 x mm 8373,6 N = 531 mm (panjang punch maksimal) Perencanaan untuk batang penekan (punch) di rencanakan 220 mm Perhitungan tebal dies Minimal Untuk menghitung tebal dies menggunakan rumus : 3 H = F total g Dimana : F total = 8373,6 N H 3 = F total g

50 41 H 3 = 8373,6 N 9,81 m/s 2 3 = 853,54 kg = 8,76 mm Dari perhitungan diatas maka direncanakan tebal dies 45 mm (dikarenakan mengikuti desai cetakan dan semakin tebal dies maka semakin baik untuk menerima tekanan dari punch) 4.4 Perhitungan Beban Pegas Tarik NO Komponen Massa Gaya 2,6 kg 2,6 kg x 9,81 m/s 2 1 = 25,06 N 2 Volume x masa jenis P x l x t 165 x 42 x 3 x 7, kg/mm 3 = 0,97 kg 0,97 x 9,81m/s 2 = 9,6 N 3 Volume x masa jenis P x l x t 220 x 30 x 30 x 7, kg/mm 3 = 1,55 kg 1,55 x 9,81m/s 2 = 15,3 N

51 42 4 2,6 x 0,97 x 1,55 = 5,12 kg 25,06 N x 9,6 N x 15,3 N = 50,406 N 4.5 Peritungan Waktu Permesinan Waktu Kerja Perhitungan waktu kerja diperlukan untuk menghitung biaya kerja, dimana waktu kerja tersebut meliputi : 1. Waktu perhitungan (setting times) Waktu penyetingan adalah : a. Mempersiapkan peralatan yang akan digunakan b. Mempersiapkan mesin yang akan digunakan 2. Waktu tambahan (auxiliary times) a. Pencekaman benda kerja b. Proses pengukuran benda kerja c. Proses pemeriksaan hasil pengerjaan 3. Waktu perawatan Waktu perawatan adalah waktu yang diperlukan untuk melumasi bagian-bagian mesin, perbaikan bagian-bagian yang mengalami kerusakan kecil dan memperbaiki kondisi kerja. Ini harus dilakukan sebelum menggunakan mesin dan sebelum bekerja, agar mesin tetap terawat dan tahan lama.

52 43 4. Waktu permesinan Waktu permesinan adalah waktu yang diperlukan pada saat alat potong mulai bekerja untuk melakukan pemotongan atau operasi pengerjaan Pembubutan Untuk menghemat biaya dan waktu, maka proses pembuatan poros dibuat dengan cara terpisah-pisah, lihat gambar 4.2 dibawah ini. Ø mm 205 mm Ø 15 (a) (b) Gambar 4.3 Batang lintasan (a) sama dengan (b) Material yang digunakan adalah besi poros dengan diameter 18 mm panjang 205 mm. Cekam besi pada chuck mesin bubut, lakukan pembubutan ukuran Ø18 mm menjadi Ø15 mm. kemudian bubut sepanjang 205 mm pada bagian kiri dan kanan. Waktu permesinan mesin bubut pasangan roll Dimana : N = Putaran Mesin (rpm) Tm = Waktu Pengerjaan (menit) L Sr Vc D = Panjang pemakanan (mm) = Kedalaman pemakanan (mm/putaran) = Kecepatan Potong = Diameter benda kerja

53 44 Diketahui D Vc Sr Ts = 18 mm = 20 m/menit = 0.5 mm/putaran = 15 menit Terlebih dahulu cari N diameter poros Ø 18 mm N 1000 X VC = π X D = 1000 X X 18 = ,52 = 35,385 rpm Pembubutan memanjang dari Ø 18 menjadi Ø15 Tm1 = = L Sr x N x 35,385 rpm =1,24 menit Tebal pemakanan yang dibubut.3 mm maka total waktu adalah Tm1 = (1.24 x.3) = 3,7 menit Pembubutan memanjang 205 mm dari Ø 18 mm menjadi Ø 15 mm L Tm2 = Sr x N = x 35,385 rpm = 11,58 menit

54 45 Tebal pemakanan yang dibubut 3 mm maka total waktu adalah Tm2 = (11,58 x 3) = 34,74 menit Batang lintasan dibutuhkan 2 buah, maka Tm Total = Tmf 2 = 34,74menit 2 = 104,22 menit Waktu kerja = (ts total + tm total) = 30 menit + 104,22 menit = 134,22 menit Pengeboran a. Pengeboran cetakan Membuat lubang berukuran diameter 30 mm bertujuan untuk membuat cetakan benda kerja pada dies. Ukuran lubang yang ingin dibor Ø 30 mm, gunakan mata bor bertahap yaitu, Ø 5mm,, Ø12 mm, Ø 20 mm dan Ø30 mm. 1. Pengeboran lubang diameter 5 mm Diketahui : - Vc = 10 m/menit - Sr = 0,2 mm/put - I = 38 mm

55 46 - ts = 10 menit Maka : - Tm = = I +0,3.d Sr.n 38 mm+0,3.5 mm 0,2 mm/put. 636,94 rpm n = n = Vc.1000 π.d 10 m/menit.1000 π.5 mm = 39,5 mm 127,38 mm/menit n = 636,94 rpm = 1 menit 2. Pengeboran lubang diameter 12 mm Diketahui : - Vc = 10 m/menit - Sr = 0,2 mm/put - I = 38 mm - ts = 10 menit Maka : Tm = = I +0,3.d Sr.n 38 mm+0,3. 12 mm 0,2 mm/put. 265,39 rpm n = n = Vc.1000 π.d 10 m/menit.1000 π.12 mm = 41,6 mm 53,078 mm/menit n = 265,39 rpm = 1 menit 3. Pengeboran lubang diameter 20 mm Diketahui : - Vc = 10 m/menit - Sr = 0,2 mm/put - I = 30 mm - ts = 10 menit

56 47 Maka : Tm = = I +0,3.d Sr.n 38 mm+0,3. 20 mm 0,2 mm/put. 159,23 rpm n = n = Vc.1000 π.d 10 m/menit.1000 π.20 mm = 44 mm 31,846 mm/menit n = 159,23 rpm = 2 menit 4. Pengeboran lubang dimaeter 30 mm Diketahui : - Vc = 10 m/menit - Sr = 0,2 mm/put - ts = 10 menit - I = 30 mm Maka : - Tm = = I +0,3.d Sr.n 38 mm+0,3. 30 mm 0,2 mm/put. 106,15 rpm n = n = Vc.1000 π.d 10 m/menit.1000 π.30 mm = 47 mm 21,23 mm/menit n = 106,15 rpm = 3 menit Jadi : -Tm total pengeboran = 1 menit + 1 menit + 2 menit + 3 menit = 7 menit - Waktu kerja = (ts total + tm total) = 40 menit + 7 menit = 47 menit

57 Frais Milling Pada pembuatan dudukan bentangan plat digunakan mesin frais milling dengan cuter end mill dengan diameter 20 mm. Tm = L. i S Untuk mencari : S = sz. z. n Dimana : Tm = Waktu pengerjaan mesin (menit) L = Panjang langkah pemakanan (mm) S = Kecepatan pemakanan (mm/menit) sz z = Pemakanan pergigi = Jumlah gigi Vc = Kecepatan potong (m/menit) I Ia Iu = Banyak Langkah = Jarak bebas awal pisau dari pisau ke benda = Jarak bebasa akhir pisau dari benda Sebagai contoh untuk pengerjaan pada mesin frais milling diambil dalam pembuatan dudukan bentangan plat. Diketahui : Diameter cutter = 20mm (cutter end mill) Vc z sz ts = 18 m/menit = 4 gigi = 0,05 mm = 15 menit n = vc x 100 π.d

58 49 n = 18 x ,14 x 20 n = 286 rpm Ia + Iu = D + 3mm = 23 L = Ia + I + I u = = 28 mm S = 0,05 x 4 x 286 = 57,2 menit Waktu kerja = (tm + ts) = 57,2 menit + 15 menit = 72,2 menit Untuk menghitung waktu permesinan dari bagian- bagian alat lainnya dapat dilihat dalam tabel pengerjaan berikut ini : Tabel 4.1 Pengerjaan bagian- bagian alat No Nama Bagian Jumlah Bubut (menit) Bor (menit) Frais (menit) 1 Batang Lintasan 2 134, Dies ,2 3 Assembly (6 jam) Jumlah 134, ,2 Dari hasil perhitungan, maka total waktu permesinan dalam pengerjaan alat adalah :

59 50 Tr = tr bubut + tr bor + tr frais + tr assembly = 134,22 menit + 47 menit + 72,2 menit +(6 jam x 60 menit) = menit = 10,22 jam 4.6 Biaya Produksi Biaya Bahan Perhitungan harga bahan baku dilakukan dengan perhitungan berapa banyak bahan baku yang digunakan. Sebagai contoh disini akan dihitung harga pada bahan dies : Nama bagian : Dies Bahan : St 37 Ukuran : 150 x 48 x 40 mm Volume : mm 3 Massa Jenis : 7,8 x 10-6 kg/mm 3 Massa = Volume x Massa Jenis = mm 3 x 7,8 x 10-6 kg/mm 3 = 2,246 kg Sedangkan harga bahan St 37 adalah Rp 8000,- per Kg, sehingga harga pada bahan dies adalah : Harga plat = Massa x Harga per Kg = 2,246 Kg x Rp 8000,- = Rp ,- Untuk harga bahan baku dari bagian hydrolic press bending tool yang lain dapat dilihat dari tabel dibawah ini :

60 51 Tabel 4.2 Harga bahan baku No Nama Bagian Jumlah Bahan Massa Harga Harga Beli (Kg) per Kg 1 Dies 1 St 37 2, , ,- 2 Punch 1 St 37 1, , ,- 3 Batang lintasan 2 St 37 1,2 8000, ,- 4 Tutup dies 1 St 37 0, , , 5 Rangka atas 1 St 37 7, , ,- 6 Rangka bawah 1 St 37 7, , ,- 7 Rangka tiang 1 1 St 37 4, , ,- 8 Rangka tiang 2 1 St 37 4, , ,- 9 Rangka gerak 1 St 37 1, , ,- Jumlah Rp Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa total biaya pembelian bahan baku sebesar Rp ,-. Dalam perencanaan ini juga banyak digunakan komponen-komponen standart. Komponen standart dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 4.3 Harga barang standart No Nama Bagian Jumlah Harga per biji Total harga 1 Baut baja , ,- 2 Baut L stainless , ,- 3 Dongkrak , ,- 4 Pegas Tarik , ,- Jumlah Rp ,- Maka total biaya yang dibutuhkan untuk pembelian bahan baku yang diperlukan dalam pembuatan alat dalam perencanaan ini adalah :

61 52 Biaya pembelian bahan = Biaya bahan baku + Biaya bahan standart = Rp ,- + Rp ,- = Rp , Biaya Listrik Besarnya biaya listrik ditentukan oleh mesin apa yang kita gunakan dalam pembuatan alat ini, dimana harga listrik sebesar Rp 930,- per Kwh (untuk perusahaan). Untuk menghitung berapa biaya listrik, dapat menggunakan rumus : Biaya listrik = Lama pemakaian x Daya mesin x Harga listrik per Kwh Diambil contoh pada penggunaan mesin frais untuk menghitung biaya listrik Daya mesin Harga Listik = 5,8 Kw = Rp 930,- (perusahaan) Lama pemakaian = 72,2 menit = 1,2 jam Maka biaya listrik mesin frais adalah : Biaya listrik = Lama pemakaian x Daya mesin x harga listrik = 1,2 jam x 5,8 KwH x Rp 930,- = Rp Untuk menentukan biaya listrik untuk mesin lain dapat dilihat pada tabel 4.4.

62 53 Tabel 4.4 Biaya listrik Mesin No Mesin Daya (Kwh) Waktu (Jam) Harga listrik per Kwh (Rp) Biaya Listrik (Rp) 1 Frais 5,8 1, ,- 2 Bubut 3 134, ,23,- 3 Bor 5,8 0, ,502,- Jumlah ,372, Upah Kerja Upah kerja untuk mengerjakan alat ini diambil sebesar Rp ,- per hari, dengan waktu kerja satu hari adalah 7 jam. Upah kerja = 10,22 7 = Rp ,- x Rp ,- 4.7 Biaya Perancangan Biaya perancangan yang dimaksud adalah biaya yang menjadi upah dari perancangan alat ini. Biaya ini direncanakan 30 % dari keseluruhan biaya produksi untuk membuat hydrolic press bending tool ini. Biaya produksi dalam perancangan alat ini adalah : = Biaya pembelian bahan + Biaya listrik + Upah kerja = Rp ,- + Rp ,372,- + Rp ,- = Rp ,372,- = Rp ,- Jadi, biaya perancangan = 30 % x Rp ,- = Rp ,-

63 Biaya Tak Terduga Biaya tak terduga dalam perencanaan ini dipersiapkan sebesar 10 % dari biaya produksi, biaya ini digunakan untuk mengantisispasi kerusakan pada alat untuk produksi. Biaya tak terduga = 10 % x Rp ,- = Rp ,- 4.9 Analisa Keuntungan dan Harga Jual Press Tool Analisa keuntungan adalah besarnya biaya produksi, biaya perancangan dan biaya tak terduga dikalikan dengan 20 % jumlah total biaya produksi. = (biaya produksi + biaya perancangan + biaya tak terduga) x 20 % = (Rp ,-+ Rp ,-+ Rp ,-) x 20 % = Rp ,- x 20 % = Rp 228,340 Dari analisa di atas dapat ditentukan bahwa harga jual press tool ini adalah : Harga jual = total biaya + keuntungan = Rp ,- + Rp ,- = Rp , Pengujian Alat Setelah pembuatan alat selesai, maka dilakukan pengamatan dan pengujan kerja alat apakah mencapai target yang di ingikan atau tidak. Jika tidak maka harus kembali lagi kemekanisme alat, apakah ada komponen atau pemasangan komponen tidak sesuai dengan desain, lakukan evaluasi terhadap mesin agar kinerja mesin dapat berjalan sesuai yang di ingikan. Pada percobaan ini dilakukan

64 55 menggunakan plat alumunium dan plat seng setelah itu baru dapat disimpulkan plat mana yang lebih memenuhi syarat untuk dipakai sebagai bahan baku Percobaan Pada Plat Alumunium 1mm Tabel 4.5 Perccobaan No Percobaan Penyetingan Produksi/ pcs Jumlah Tekan 1 Percobaan 1 5 detik 15detik/ pcs 7 2 Percobaan 2 7 detik 13 detik/ pcs 7 3 Percobaan 3 6 detik 14 detik/ pcs 7 Hasil rata rata : 6 detik 14 detik Percobaan Pada Plat Seng 1mm Tabel 4.6 Perccobaan No Percobaan Penyetingan Produksi/ pcs Jumlah Tekan 1 Percobaan 1 8 detik 14 detik/ pcs 7 2 Percobaan 2 7 detik 12 detik/ pcs 7 3 Percobaan 3 6 detik 13 detik/ pcs 7 Hasil rata rata : 7 detik 13 detik Analisa Pengujian Alat Pengujian dilakukan dengan menggunakaan plat alumunium dan plat seng, kedua jenis plat tersebut memiliki struktur kekerasan yang berbeda. Dari hasil percobaan diatas maka hasil waktu produksi yaitu :

65 56 a. Pada plat alumunium Dari hasil data percobaan pada tabel 4.1 jumlah rata- rata waktu produksi satu buah produk 20 detik 7 kali tekan. 1 pcs / 20 detik = 3 pcs / menit = pcs/jam = 2 x 60 pcs/jam = 120 pcs/jam b. Pada plat seng Dari hasil data percobaan pada tabel 4.2 jumlah rata- rata waktu produksi satu buah produk 20 detik 7 kali tekan. 1 pcs / 20 detik = 3 pcs / menit = pcs/jam = 2 x 60 pcs/jam = 120 pcs/jam Dari dua jenis bahan percobaan tersebut memiliki waktu produksi per jam yang sama yaitu 120 pcs/jam. Namun dari kedua bahan tersebut penulis memilih memakai bahan baku plat aluminium 1mm dari pada plat seng, karena plat aluminium lebih mudah didapat dan harganya juga relativ murah dari pada plat seng. Semakin murah

66 57 harga dan mudahnya mendapatkan bahan baku maka akan semakin murah pula harga jual produk per pcs.

67 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari Rancang bangun Hydrolic Press Bending Tool ini adalah sebagai berikut: 1. Dari hasil perhitungan proses gaya tekan (bending) dan embossing didapatkan besar kapasitas gaya tekan untuk proses pembentukan bahan yaitu sebesar 853,57 kg atau 0,85 ton. Maka alat ini dirancang menggunakan dongkrak hidrolik tabung berkapasitas 2 ton, menyesuaikan dengan besar kapsitas gaya dongkrak paling kecil di pasaran. 2. Hydrolic press bending tool merupakan suatu alat press tekan yang mengolah bahan baku plat strip menjadi sebuah produk klem pipa berukuran ¾ inchi. Dari hasil perhitungan bentangan, panjang punch maksimal dan tebal dies maka didapatkan bentangan plat awal sebelum di bending yaitu 101,44 mm, panjang punch maksimal 531 mm direncanakan 220 mm dan tebal dies minimal8,76 direncanakan 45 mm. 3. Dari hasil evaluasi jenis bahan dipasaran seperti plat strip galvanis, plat aluminium dan plat seng maka pemilihan bahan dipilih menggunakan plat aluminium karena harga lebih murah dan juga mudah didapat dipasaran dari pada plat seng dan galvanis, sedangkan plat strip galvanis sangat sulit untuk ditemui di pasaran. 58

68 59 4. Dari hasil data percobaan yang dilakukan menggunakan dua jenis bahan yang berbeda jumlah waktu produksi per jam nya sama yaitu 120 pcs/jam. Jadi hydrolic press bending tool mampu memproduksi 120 pcs/jam. 5.2 Saran Adapun saran yang dapat penulis ajukan dalam penulisan ini yaitu : 1. Supaya alat ini dapat dikembangkan seperti dioperasikan dengan penggunaan motor atau pneumatik sebagai penggerak utama dalam proses pembentuka bahan baku agar waktu produksi bisa lebih cepat. 2. Sebaiknya proses kerja yang dilakukan hydrolic press bending tool ini tidak hanya melakukan proses bending tapi dilengkapi dengan pemotong dan pelubang sehingga pada saat proses produksinya lebih efektif.

69 DAFTAR PUSTAKA Arifin Fatakhul, 200, Perencanaan Alat Penepat dan Press Tool. B.H Amstred, Philip F.Ostwald, Myron L. Begeman.(1979). Teknologi Mekanik Jilid 1-Versi S1. Erlangga. Bandung. Budiarto, 1997, Press Tool 1-3, Bandung, Politeknik Manufactur Bandung. Buphachot, B., 2009, Microstructure affecting cutting quality in fine blanking process, Am. J. Eng Applied Sci., Vol 2, Hadari. Ir Edi Satrio Wikowo, Pengenalan Mesin Perkakas dan Perkakas Potong. ITB Bandung. Suchy, Ivana, 1997, Hand Book of Die Design, New York, Mc Graw-Hill, Inc. Sularso; Suga, Kiyokatsu. (1997). Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT Pratnya Paramita. Jakarta Swiss Project On Polytechnic For Mechanics, Tool Design 2, Politeknik Mekanik Swiss / ITB. Bandung. 60

70 Lampiran 1. Pemakanan Frais Milling

71 Lampiran 2. Jenis Ketentuan Pemakain Mata Bor

72 Lampiran 3. Jenis- jenis Kode Las

73 Lampiran 4. Tabel Kr

74 Lampiran 5. Ukuran Pipa

75 Lampiran 6. Modulus Elastisitas

76