TUGAS AKHIR PENGUJIAN CUP DRAWING PADA PLAT TIPIS DENGAN SAMBUNGAN LAS TITIK, TEKUK, DAN TANPA SAMBUNGAN Disusun Sebagai Syarat untuk Menyelesaikan Program Studi Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh : BUDI SANTOSO D 200 080 052 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
ii
Mengetahui, Dekan Ketua Jurusan Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D Tri Widodo Besar R, ST, M.Sc, Ph.D MOTTO Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. han, maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah iii
iv
MOTTO Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu. (Q.S Al Baqarah:45) Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya pada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap (Q.S. Al Insyiroh: 6-8) Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi manusia lainnya (Al Hadits) Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah belas kasih sesama manusia (HR. Thabrani) v
PENGUJIAN CUP DRAWING PADA PLAT TIPIS DENGAN SAMBUNGAN LAS TITIK, TEKUK, DAN TANPA SAMBUNGAN Budi Santoso, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email: umsbudi@yahoo.com ABSTRAKSI Blank adalah bagian yang sangat penting dalam melakukan percobaan drawing dan salah satu bagian vital dalam mencegah terjadinya cacat wrinkling. Pada saat proses drawing berlangsung maka peran blank sangat diperlukan supaya terjadinya cacat wrinkling dapat sedikit teratasi. Berkaitan dengan hal tersebut maka dengan melakukan variasi pada blank dapat diungkap pengaruh variasi blank terhadap hasil dari proses cup drawing. Dalam melakukan penelitian ini diawali dengan pembuatan dies dengan parameter yang telah ditentukan yaitu dengan menambahkan empat lubang pada blank holder dan empat tap baut pada dies, yang pada nantinya akan digunakan sebagai kekuatan blank holder. Selanjutnya dengan membuat blank dengan material yang telah ditentukan. Terdapat tiga variasi blank pada penelitian cup drawing ini yaitu dengan sambungan las titik, tekuk, dan tanpa sambungan. Penelitian ini menggunakan metode penelitian cup drawing dengan plat berbentuk silinder. Produk yang dihasilkan yaitu sebuah cup dengan diameter atas d1:46 mm, diameter bawah d2:30 mm dan kedalaman h:15 mm. Bahan uji (blank) yang digunakan yaitu plat alumunium dengan ketebalan plat 0,2 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil terbaik terdapat pada plat yang memakai blank tanpa menggunakan sambungan yang memiliki kedalaman cacat wrinkling paling rendah yaitu 0,38 mm dengan ketebalan plat 0,2 mm, untuk blank yang menggunakan sambungan las titik menghasilkan kedalaman cacat wrinkling paling tinggi yaitu 1,5 mm, dan dalam percobaan dengan blank sambungan tekuk mengalami cacat lepasan pada sambungan. Kata kunci : Blank, Blank Holder, Cup Drawing, Wrinkling vi
TESTING CUP DRAWING ON THIN PLATE LAS CONNECTION WITH POINT, BEND, AND WITHOUT CONNECTIONS Budi Santoso, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email: umsbudi@yahoo.com ABSTRACT Blank is a very important part in the trials for drawing and a vital part in preventing the wrinkling defect. At the time of the drawing process is underway, the role of blank indispensable so that defects can be a little wrinkling resolved. Related to that then by doing variations on blank disks can be revealed the influence of variation on the outcome of the process of drawing cup. In conducting this research begins with the manufacture of dies with a parameter that has been determined by adding four holes on the blank holder and four tap screws on the dies, which will be used as a blank holder force. Furthermore, by making a blank with a material that has been determined. There are three variations of cup drawing blanks in this research is the connection spot welding, bending, and without connection. This study uses research methods cup drawing with cylindrical plate. The resulting product is a cup with a top diameter d1: 46 mm, bottom diameter d2: 30 mm and a depth h: 15 mm. Test material (blank) used are aluminum plate with a plate thickness of 0.2 mm. The results showed that the best results are in the wear plate blank without using a connection that has a depth of wrinkling defect to its lowest plate thickness of 0.38 mm by 0.2 mm, for disks that use welding connection point defect depth wrinkling generate the highest of 1, 5 mm, and in experiments with disabilities buckling disks removable connection on the connection Keyword : Blank, Blank Holder, Cup Drawing, Wrinkling vii
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb. Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul PENGUJIAN CUP DRAWING PADA PLAT TIPIS DENGAN SAMBUNGAN LAS TITIK, TEKUK, DAN TANPA SAMBUNGAN, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST., M.Eng., Ph.D., Selaku pembimbing yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. 4. Bapak, Ibu dan keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, dan kasih sayang serta motivasi.semangat baik itu secara moral maupun materi. 5. Anisya Kartika Sari sahabatku yang tak henti-hentinya selalu memberi dorongan untuk semangat melanjutkan perjuangan. 6. Cahyo Ulik, Ari Kecis, Cahya Darmoko, Nur Wahid, Agus Salim, Dimas, Bryan, dan mas Amar kost terima kasih untuk semua motivasi dan bantuannya. 7. Angga Prihatmaja dan Agung Trianto selaku adek tingkat yang sangat banyak memberikan arahan dan bantuannya. viii
8. Keluarga Asisten Laboratorium Teknik Mesin UMS, Keluarga Unit Produksi. 9. Balai Besar Latihan Kerja Industri (BBLKI) Surakarta. 10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin UMS angkatan 2008. 11. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain. Wassalamu alaikum Wr. Wb. ix
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO...... ABSTRAKSI...... ABSTRACT KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI...... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv v vi vii viii x xiii xv BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Tujuan Penelitian... 3 1.3. Manfaat Penelitian... 3 1.4. Batasan Masalah... 4 1.5. Sistematika Penulisan Laporan... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka... 6 2.2. Landasan Teori... 10 2.2.1. Pengertian Deep Drawing... 10 x
2.2.2. Jarak Celah (Clearance) Pada Deep Drawing... 12 2.2.3. Gaya Tekan Pada Proses Drawing (Drawing Force)... 13 2.2.4. Gaya Blank Holder... 14 2.3. Variable Deep Drawing... 15 2.4. Teori Elastisitas dan Plastisitas Plat... 20 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Metode Penelitian... 29 3.2. Studi Lapangan dan Studi Literatur... 30 3.3. Gambar Desain... 30 3.4. Proses Pembuatan Dies, Punch dan Blank Holder... 32 3.5. Persiapan Alat dan Bahan... 32 3.5.1. Alat... 32 3.5.2. Bahan... 36 3.6. Pembuatan Spesimen... 36 3.7. Pengujian Cup Drawing... 48 3.8. Pengujian Tarik... 49 3.9. Hasil... 40 3.10. Analisa dan Pembahasan... 41 3.11. Kesimpuan... 41 xi
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Tarik Material... 42 4.2. Pembahasan Hasil Pengujian Tarik Material... 44 4.3. Hasil pengujian Cup Drawing... 45 4.4. Pembahasan Hasil Pengujian Cup Drawing... 46 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 49 5.2. Saran... 50 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Proses Cup Drawing... 1 Gambar 1.2. Cacat Kerutan (Wrinkling)... 2 Gambar 2.1. Kurva Blank Holder Force... 6 Gambar 2.2. Cup Drawing dengan BHF 1600 N... 8 Gambar 2.3. Pembentukan cylinder cup, penyebaran gaya drawing pada dinding cylinder cup... 11 Gambar 2.4. Tahap proses deep drawing untuk cylinder cup... 11 Gambar 2.5. Proses penekanan blank holder dalam pembentukan cylinder cup pada proses deep drawing... 12 Gambar 2.6. Susunan dari drawing punch, blank holder dan drawing ring... 15 Gambar 2.7. Diagram Tegangan-Regangan... 26 Gambar 2.8. Garis Modulus... 27 Gambar 2.9. Jenis kurva tegangan-regangan... 28 Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian... 29 Gambar 3.2. Desain Punch, Blank Holder dan Dies... 31 Gambar 3.3. Proses Machining... 32 Gambar 3.4. Alat Press... 33 Gambar 3.5.Satu Set Dies... 33 Gambar 3.6. Dial Indicator... 34 Gambar 3.7. Jangka Sorong Dial... 34 Gambar 3.8. Gunting... 34 Gambar 3.9. Mesin Las Titik... 35 xiii
Gambar 4.0. Mesin Uji Tarik... 35 Gambar 4.1. Dimensi standart ASTM tipe E 8... 35 Gambar 4.2. Spesimen Cup Drawing... 39 Gambar 4.3. Spesimen Uji Tarik... 40 Gambar 4.1. Grafik tegangan-regangan hasil uji tarik dan Spesimen Uji Tarik dalam satuan mm.... 42 Gambar 4.2. Grafik tegangan-regangan hasil uji tarik dan Spesimen Uji Tarik dalam satuan mm.... 43 Gambar 4.3. Grafik tegangan-regangan hasil uji tarik dan Spesimen Uji Tarik dalam satuan mm.... 43 Gambar 4.4. Grafik Tegangan vs Regangan Hasil Uji Tarik Material... 44 Gambar 4.5. Hasil pengujian cup drawing material sambungan las titik... 45 Gambar 4.6. Hasil pengujian cup drawing material tanpa sambungan... 45 Gambar 4.7. Hasil pengujian cup drawing material sambungan tekuk... 46 Gambar 4.8. Grafik Distribusi Cacat Wrinkling setiap blank... 48 xiv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Level Parameter Optimalisasi BHF... 7 Tabel 3.1. Bahan yang digunakan dalam pengujian... 36 Tabel 3.2. Ukuran dimensi spesimen uji tarik... 37 Tabel 4.1. Kedalaman cacat wrinkling... 46 xv