BAB III METODOLOGI 3.1. Langkah Kerja Penelitian Pada bab ini perancang menjelaskan tentang langkah kerja penelitian yang sebagian besar digambarkan dalam diagram alir, agar mempermudah proses perancangan. Diagram alir ini menjelaskan dari mulai persiapan merancang dies hingga memperoleh gambar yang siap untuk proses manufaktur, serta pengamatan yang didapatkan untuk membuat kesimpulan. Adapun langkah proses kerjanya adalah : 1. Produk Ø 50 5 mm 2. Menentukan material tiap-tiap komponen die 3. Menentukan dimensi tiap- tiap komponen die 4. Menggambar di AutoCAD Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 51
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Produk Ø 50 5 mm Merancang dies Single Action Double Action Menentukan material / bahan Shank Top plat Guide pillar Punch Dies Lower Die Menentukan dimensi / ukuran Shank Top plat Guide pillar Punch Dies Lower dies Gambar AutoCAD Tidak Pengujia Ya Pembahasan Kesimpulan Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 52
3.2. Bahan Bahan Penelitian Adapun bahan-bahan yang akan digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Serbuk bronze Serbuk almunium Serbuk ancuran Serbuk besi 3.3. Alat-Alat yang Digunakan Pada awal proses pembuatan desain dies, alat-alat yang digunakan sebagai berikut: Program AutoCAD yang digunakan versi 2007, digunakan untuk menggambar komponen-komponen die. Gambar 3.1 Program AutoCAD 2007 Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 53
Mesin kompaksi hidrolik untuk menguji dies membuat sampel uji. Gambar 3.2 Mesin press hidrolik 3.4. Prosedur Perancangan 3.4.1. Menentukan Bahan Komponen Dies Bahan atau material yang digunakan pada komponen die diantaranya : 1. Shank - Menggunakan fe. Kerena fungsinya hanya sebagai penghubung alas mesin dengan pelat atas dan biaya material tidak terlalu mahal. 2. Top plate - Menggunakan fe. Kerena fungsinya hanya sebagai tempat dudukan dari shank dan Guide Pillar agar biaya material tidak terlalu mahal. Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 54
3. Guide Pillar - Menggunakan HSS (High Speed Steel). Karena fungsinya sebagai tiang pengarah dan juga untuk menahan gaya gesek antara dies dan guide pillar agar tidak mudah aus saat melakukan kompaksi. 4. Die - Menggunakan fe. Karena didalam menyusun skripsi ini perancang tidak untuk memproduksi secara massal. Untuk itu perancang menggunakan (fe) agar harganya tidak terlalau mahal. Seharusnya menggunakan baja karbon karena fungsinya sebagai pemotong dan sekaligus sebagai pembentuk. 5. Punch Die dan Lower Die - Menggunakan baja karbon dengan komposisi kimia : Tabel 3.1 Komposisi kimia dari baja SAE 1050 Zat Komposisi kimia (%) C (karbon) 0.5 Si (silikon) 0.3 Mn (mangan) 0.7 Perancang menggunakan bahan material baja SAE 1050 karena standar kekerasan yang ditetapkan dan kegunaan baja tersebut yaitu untuk components for tools seperti pressure casting dies. Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 55
3.4.2. Menggambar Komponen Die A. Tangkai Pemegang (Shank) Tangkai pemegang merupakan suatu komponen alat bantu produksi yang berfungsi sebagai penghubung alat mesin penekan dengan pelat atas. Dimana R 3,5 yang berfungsi sebagai penghubung plat atas dengan shank. Sedangkan Ø 19 mm berfungsi sebagai penghubung shank dengan mesin press hidrolik yang ada di lab mesin mercu buana. B. Pelat Atas (TopPlate) Merupakan tempat dudukan dari shank, guide pillar dan punch yang berfungsi untuk menahan tekanan ketika proses kompaksi. Dimana terdapat 10 buah lubang dengan ukuran berbeda-beda diantaranya 3 buah lubang dengan ukuran M 6 x 1,25 yang berfungsi sebagai penghubung antara plat atas dengan shank. Kemudian 3 buah lubang dengan ukuran R 3,5 yang berfungsi sebagai penghubung plat atas dengan punch, dan 2 lubang berukuran 16 mm sebagai punch holder / plat pemegang guide pillar agar posisi guide pillar kokoh dan mantap pada tempatnya, dan 2 buah lubang lagi yang berada disamping yang berfungsi sebagai penahan guide pillar agar tidak lepas dari dudukannya. C. Tiang Pengarah ( Guide Pillar ) Tiang pengarah berfungsi mengarahkan punch berada tepat pada dies ketika dilakukan kompaksi. Dengan dimensi Ø 16 100 mm dan terdapat celah 8 mm yang berfungsi sebagai penahan antara plat atas dengan guide pillar. Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 56
D. Die Berfungsi sebagai tempat pemotong dan sekaligus sebagai pembentuk. Dimana terdapat 3 lubang dengan ukuran yang berbeda. Diantaranya 2 lubang mempunyai ukuran yang sama yaitu Ø 16 mm yang berfungsi untuk mengarahkan tiang pengarah. Sedangkan Ø 50 70 mm berfungsi untuk mengarahkan punch membentuk suatu bakalan dan Ø 70 20 mm yang berfungsi sebagai tempat lower die. E. Punch Punch berfungsi untuk memotong dan membentuk material menjadi produk jadi. Bentuk dari benda jadi tergantung dari bentuk punch yang dibuat. Bentuk punch dan dies haruslah sama. Punch haruslah dibuat dari bahan yang mampu menahan gaya yang besar sehingga tidak mudah patah dan rusak. Dimensinya disesuaikan dengan produk yaitu Ø 50 5 mm. Dimana terdapat 3 buah lubang yang berukuran M 6 x 1,25 berfungsi sebagai penghubung antara punch dengan plat atas. Sedangkan punch mempunyai dimensi yaitu Ø 50 x 25 mm berfungsi sebagai pembentuk bakalan dan Ø 48 35 mm fungsinya agar tidak terlalu berat saat dilakaukan kompaksi. F. Lower Die Komponen die yang dibawah berfungsi untuk menahan tekanan punch saat penekanan berlangsung. Dimensinya yaitu Ø 50 x Ø 70 mm. Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 57
3.5. PENGUJIAN 3.5.1. Tujuan Pengujian Tujuan pengujian adalah memeriksa apakah dimensi & material dies, khususnya punch, yang sudah dihitung secara teoritis, sudah mencukupi atau belum untuk melakukan kompaksi hingga 20 ton. 3.5.2. Prosedur Pengujian Kekuatan (Punch) Pengujian kompaksi yang dilakukan adalah sebagai berikut : Menyiapkan mesin press hidrolik. Diameter dan tinggi awal sampel diukur dengan jangka sorong. Sampel dipasang pada mesin press hidrolik. Pembebanan dilakukan dengan kecepatan konstan. Tegangan dihitung dengan persamaan: Dimana : = Kuat tekan (N/m 2 ) F = Beban saat sampel mengalami perubahan tinggi (N) A = Luas permukaan sampel (m 2 ) Hasil yang didapat berupa data kuat tekan dari tiap variabel. Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 58
3.5.3. Rancangan Tabel Data Pengujian Tabel 3.2 Variabel kapasitas mesin press No. Kapasitas Mesin [ton] F [N] D [m] A [m 2 ] 1 5 2 10 3 15 4 20 5 25 6 30 7 35 8 40 9 45 10 50 11 55 Tugas Akhir Ahmad Saehu (41307010022) 59