TUGAS AKHIR DESAIN DIES CHASIS LONG MEMBER MENGUNAKAN SPRING DAN PAD PADA MINI TRUCK ESEMKA SANG SURYA Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun Oleh: NIKI EKO PRAMONO D. 200 07 0027 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2013
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: DESAIN DIES CHASIS LONG MEMBER MENGUNAKAN SPRING DAN PAD PADA MINI TRUCK ESEMKA SANG SURYA yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan suatu tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya. Surakarta, 27 Maret 2013 Yang menyatakan, Niki Eko Pramono ii
HALAMAN PERSETUJUAN Tugas akhir ini berjudul Desain Dies Chasis Long Member Mengunakan Spring Dan Pad Pada Mini Truck Esemka Sang Surya telah disetujui oleh Pembimbing dan telah diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Disusun oleh : Nama : NIKI EKO PRAMONO NIM : D 200 07 0027 Disetujui : Hari : Sabtu Tanggal : 23 Maret 2013 Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Bambang Waluyo F., ST, MT Ir. Agus Hariyanto, MT iii
HALAMAN PENGESAHAN Tugas akhir yang berjudul Desain Dies Chasis Long Member Mengunakan Spring Dan Pad Pada Mini Truck Esemka Sang Surya, telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji yang telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Disahkan pada : Hari : Tanggal : Tim Penguji : 1. KETUA : Bambang Waluyo F., ST, MT (...) 2. ANGGOTA 1 : Ir. Agus Hariyanto, MT. (...) 3. ANGGOTA 2 : Ir. Pramuko IP., MT. (...) Dekan, Ketua jurusan, Ir. Agus Riyanto, MT Ir. Sartono Putro, MT iv
v
HALAMAN MOTTO Sesungguhnya Allah tiadak merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (QS AR RA D : 11) Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain dan hanya kepada Tuhan-mulah hendaknya kamu berharap. (Q.S Al-Insyirah : 6-8) Barang siapa yang menginginkan kesuksesan didunia maka wajib baginya mempunyai ilmu dan barang siapa yang menginginkan kesuksesan di akhirat maka wajib baginya mempunyai ilmu dan barang siapa yang menginginkan kesuksesan keduanya maka wajib baginya mempunyai ilmu. Barang siapa berjalan di suatu jalan untuk menuntut ilmu maka Allah akan mempermudah jalan ke surga. ( H. R. Muslim ) vi
DESAIN DIES CHASIS LONG MEMBER MENGUNAKAN SPRING DAN PAD PADA MINI TRUCK ESEMKA SANG SURYA Niki Eko Pramono, Bambang Waluyo Febriantoko, Agus Hariyanto Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A.Yani Tromol Pos l Pabelan, Kartasura Email : nieno_07@yahoo.com ABSTRAKSI Tujuan penelitian ini yaitu menganalisa dan mendesain dies chasis long member menggunakan spring dan pad sebagai pembantu proses pembuatan komponen produksi mini truck esemka sang surya. Salah satunya pembuatan komponen chasis long member, dengan menggunakan peralatan dies sebagai alat untuk pembuatan komponen chasis long member. Dengan menggunakan peralatan ini membantu dalam kemudahan pembuatan komponen dan peningkatan hasil produksi dalam jumlah banyak. Desain dikerjakan dengan bantuan program komputer, dalam penelitian ini digunakan Solidwork sebagai program aplikasinya, material yang digunakan adalah besi cor FC 30 dan FCD 55 untuk mengetahui seberapa besarnya distribusi tegangan yang terjadi pada dies yang digunakan pada proses bending pada komponen chasis long member melalui proses trial dan analisis. Komponen yang dibuat berupa chasis long member dengan panjang 4200 mm dengan ketebalan 4,8 mm. Hasil dari analisa dan desain chasis long member mendapatkan hasil-hasil sebagai berikut: load pembebanan sebesar 114723 N terjadi distribusi tegangan maksimal pada upper dies, lower dies, maupun punch. Radius punch dan die sebesar 3mm dan 3,48mm. Besarnya gesekan (friction) antara punch, material dan die sebesar 18356 N. Dan didapatkan clearance sebesar 5,28mm. Kata kunci : Chasis, Dies, Bending, Desain, vii
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb. Puji syukur dan Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan taufiq-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Desain Dies Chasis Long Member Mengunakan Spring Dan Pad Pada Mini Truck Esemka Sang Surya ini sesuai waktu yang telah ditentukan. Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S-1) di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari beberapa pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, terutama kepada: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Bambang Waluyo Febriantoko, ST., MT., selaku pembimbing utama tugas akhir yang telah memberikan bimbingan, motivasi, pengarahan dan masukan serta bantuan yang tidak mengenal kata lelah sampai Tugas Akhir ini selesai. viii
4. Bapak Ir. Agus Hariyanto, MT., selaku pembimbing pendamping Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, kesabaran dan saran dalam penyusunan tugas akhir ini. 5. Bapak dan ibuku yang telah memberikan bantuan yang tidak mengenal kata lelah dalam segala hal secara materiil maupun moril atas tersusunnya tugas akhir ini. 6. Bapak Hari Pranoto, yang telah banyak memberi pengalamannya tentang dies, tenaga dan membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Bapak Tri Pratikno, PT. Texmaco Semarang. 8. Bapak Bondan, yang telah banyak memberi tenaga dan bantuan dalam membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2007, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena keterbatasan penulis. Untuk itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat diharapkan untuk kebaikan dalam penyusunan berikutnya. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, Maret 2013 Penulis ix
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN MOTTO... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii ABSTRAKSI... ix BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN PENELITIAN... 3 C. MANFAAT PENALITIAN... 4 D. METODE PENELITIAN... 4 E. BATASAN MASALAH... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 6 A. KAJIAN PUSTAKA... 6 B. LANDASAN TEORI... 7 1. Deskripsi Die... 7 2. Pad... 8 3. Spring... 9 4. Chasis... 9 5. Faktor-faktor Penting Merencana Suatu Die... 10 x
6. Bagian-Bagian Dari Dies... 12 7. Macam-Macam Dies... 14 8. Jenis-Jenis Dies... 16 9. Jenis-Jenis Proses Sheet Metal... 20 10. Proses Pembuatan Die... 28 11. Faktor Yang Berpengaruh Dalam Proses Pembentukan... 31 12. Langkah-Langkah Desain Die... 32 13. Clearance... 35 14. Penekanan... 36 15. Hubungan Tegangan-Regangan... 41 BAB III. PERHITUNGAN DAN DESAIN DIES... 43 A. PERHITUNGAN... 43 B. KRITERIA DIES... 44 C. DESAIN DIES... 45 D. LANGKAH-LANGKAH DESAIN DIES... 45 1. Menghitung Material Blank... 46 2. Menghitung Radius Pada Punch... 47 3. Perhitungan Gaya Tekan Pada Proses Bending Dan Gaya Tekan Yang Memperhatikan Faktor Gesekan... 48 E. DESKRIPSI RANCANGAN DESAIN DIES FRONT... 53 F. DESKRIPSI RANCANGAN DESAIN DIES BACK... 54 G. BAGIAN-BAGIAN DIES... 55 1. Komponen utama dies... 55 2. Komponen pendukung dies... 56 xi
H. PERENCANAAN ASSEMBLING DIES... 64 BAB IV. ANALISIS HASIL PERHITUNGAN DIES... 67 A. DATA HASIL PERHITUNGAN... 67 1. Blank Calculation... 67 2. Perhitungan Radius... 68 3. Perhitungan Load... 68 4. Perhitungan Clearance... 72 5. Pengasumsian Kondisi Batas... 73 B. PEMBAHASAN... 74 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 77 A. KESIMPULAN... 77 B. SARAN... 77 xii
DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.1 Dies Bending... 8 GAMBAR 2.2 Pad... 8 GAMBAR 2.3 Spring... 9 GAMBAR 2.4 Open Die Set... 15 GAMBAR 2.5 Pillar Die Set... 15 GAMBAR 2.6 Compound Dies... 18 GAMBAR 2.7 Combination Dies... 19 GAMBAR 2.8 Progressive Dies... 19 GAMBAR 2.9 Proses Shearing... 20 GAMBAR 2.10 Proses Blanking... 21 GAMBAR 2.11 Proses Piercing... 21 GAMBAR 2.12 Proses Trimming... 22 GAMBAR 2.13 Proses Notching... 22 GAMBAR 2.14 Proses parting... 23 GAMBAR 2.15 Proses Bending... 24 GAMBAR 2.16 Proses Stamping... 24 GAMBAR 2.17 Proses Embossing... 25 GAMBAR 2.18 Proses Flanging... 25 GAMBAR 2.19 Proses Drawing... 26 GAMBAR 2.20 Proses Forming... 26 GAMBAR 2.21 Proses Heading... 27 GAMBAR 2.22 Proses Sizing... 28 GAMBAR 2.23 Jenis-Jenis Bending... 33 xiii
GAMBAR 2.24 U-Shaped Die... 35 GAMBAR 2.25 Clearance Punch... 36 GAMBAR 2.26 V-Bending Die... 37 GAMBAR 2.27 Proses U-Bending... 38 GAMBAR 2.28 U-Bending dengan Pad... 39 GAMBAR 2.29 Diagram Tegangan Regangan... 42 GAMBAR 3.1 Flow Chart Perhitungan Dies Chasis Long Member... 43 GAMBAR 3.2 Lebar Blank Material Chasis... 46 GAMBAR 3.3 Radius Pada Punch... 47 GAMBAR 3.4 Radius Bawah U Pada Die... 47 GAMBAR 3.5 Ilustrasi Proses Bending... 48 GAMBAR 3.6 Ilustrasi Proses Bending Dengan Pad... 49 GAMBAR 3.7 Ilustrasi Proses Gesekan... 50 GAMBAR 3.8 Ilustrasi Spring Load... 51 GAMBAR 3.9 Ilustrasi Clearance Bending... 52 GAMBAR 3.10 Desain Dies Front... 53 GAMBAR 3.11 Desain Dies Back... 54 GAMBAR 3.12 Upper Die Back... 55 GAMBAR 3.13 Upper Die Front... 55 GAMBAR 3.14 Lower Die Front... 56 GAMBAR 3.15 Lower Die Back... 56 GAMBAR 3.16 Guide Post... 57 GAMBAR 3.17 Stroke End Block... 58 GAMBAR 3.18 Spring... 58 xiv
GAMBAR 3.19 Insert Die Front... 59 GAMBAR 3.20 Insert Die Front... 59 GAMBAR 3.21 Insert Die Front... 60 GAMBAR 3.22 Insert Die Back... 60 GAMBAR 3.23 Punch Back Dies... 61 GAMBAR 3.24 Punch Dies Front... 61 GAMBAR 3.25 Pad Front... 62 GAMBAR 3.26 Pad Back... 62 GAMBAR 3.27 Knock out... 63 GAMBAR 3.28 Base Insert... 64 GAMBAR 3.29 Flow Chart Assembly Part... 65 xv
DAFTAR TABEL TABEL 2.1 Material Coefficients c For Die Bending... 34 TABEL 2.2 Radius punch dan die... 34 TABEL 2.3 Ukuran t... 35 TABEL 2.4 Kelonggaran punch dan die... 36 TABEL 3.1 Properties Material... 44 TABEL 4.1 Property material FC 30... 70 TABEL 4.2 Property material FCD 55... 70 TABEL 4.3 Property material ST 60... 71 xvi