PERANCANGAN PRESS TOOL

TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II DOSEN : MUH. ARSYAD SAYUTI, S.ST., M.T PERANCANGAN PRESS TOOL RING KUNCI TANAM PADA GRANDEL PINTU OLEH: SUHANDRI : 34109016 MUHAMMAD DAUD : 43109015 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG MAKASSAR 2011 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 1

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena berkat dan rahmatnyalah sehingga penyusunan tugas perancangan Press Tool dapat diselesaikan dengan baik. Penyusunan laporan ini merupakan tugas yang diberikan kepada kami selaku penyusun. Oleh karena itu, kami selaku penyusun mengucapkan terima kasih sebesar- besarnya kepada Dosen pembimbing yang bersangkutan karena dengan adanya laporan ini dapat menambah pengetahuan kami tentang bagaimana merancang press tool pada suatu produk. Kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penyusunan laporan ini kami ucapkan terima kasih, baik pada tahapan penyusunan sampai kepada pengajuan laporan ini. Penyusunan laporan ini sangat jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan dari Dosen pembimbing yang bersangkutan maupun teman-teman agar dimasa masa akan datang akan lebih baik lagi. Akhir kata mudah mudahan laporan ini dapat bermanfaat bagi diri kami selaku penyusun dan juga dapat bermanfaat bagi pembaca. Amin. Penyusun TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 2

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR 2 DAFTAR ISI 3 A. TEORI DASAR 4 1. Pendahuluan 4 2. Komponen Komponen Press tool 5 3. Prinsip Proses Pemotongan 7 4. Progressive Tool 8 B. PERENCANAAN PRODUK 10 1. Dimensi Produk 11 2. Perhitungan Panjang dan Lebar Trim Stop 12 3. Perhitungan Panjang Garis Potong 13 4. Perhitungan Gaya Pemotongan 15 5. Perhitungan Total Gaya Punch 16 6. Gaya Stripper 16 7. Gaya Total 17 8. Usaha Potong (Cutting Work) 17 9. Daya dan Tekanan Mesin Press 18 10. Perhitungan Titik Berat 19 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 3

A. TEORI DASAR I. PENDAHULUAN Press tool merupakan alat bantu yang pembentukan pemotongan produk dari bahan dasar lembaran yang operasinya menggunakan mesin press. Pertimbangan penggunaan press tool pada proses produksi adalah: 1. Secara teknis: Untuk menghasilkan produk dalam jumlah banyak (massal). Menjamin keseragaman ukuran dan bentuk produk. Waktu pengerjaan yang singkat. Peningkatan kualitas hasil. 2. Secara ekonomis: Penghematan biaya proses permesinan. Penghematan biaya operator yang terlibat. Menurunkan harga produk. Produktivitas tinggi. Klasifikasi press tool: Press Tool Pomotongan (Cutting Tool) a. Pemotongan Tunggal (Single Cutting Tool) 1. Blanking Tool 6. Cropping Tool 2. Piercing Tool 7. Trimming Tool 3. Notching Tool 8. Shaving Tool 4. Broaching Tool 9. Lanzing Tool 5. Parting Tool b. Pemotongan Majemmuk (Progresive Cutting Tool) 1. Piercing Blanking 2. Piercing Notching Shearing 3. Side Cutting Piercing Nocthing Shearing 4. Piercing Parting 5. Piercing Cropping TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 4

c. Pemotongan Kombinasi (Compound Tool) 1. Piercing Blangking 2. Piercing Notching 3. Blangking Drawing 4. Trimming Piercing 5. Shaving Piercing d. Press Tool untuk Pembentuk (Non Cutting Tool) 1. Bending 5. Coining 2. Forming Tool 6. Embosing 3. Drawing Tool 7. Curling 4. Collar Drawing. II. KOMPONEN-KOMPONEN PRESS TOOL Press tool terdiri dari beberapa komponen. Namun, mengingat alat press dapat digunakan untuk berbagai macam tujuan, maka komponen-komponen yang dimiliki alat press dapat berbeda sehingga komponen yang ada pada suatu alat press belum tentu ditemukan pada alat press yang lain tergantung pada kegunaannya. Secara umum konstruksi press tool dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Konstruksi Tool Gambar 3.1 Konstruksi Tool TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 5

Keterangan : 1. Plat Ganjal 4. Punch 7. Plat Atas 2. Plat Bawah 5. Punch Holder 8. Guide Post 3. Plat Dies 6. Plat Stripper 9. Shank Komponen dari press tool terdiri dari komponen utama dan komponen pendukung yaitu: 1. Komponen Utama a. Die Blok Die Blok: Adalah komponen aktif yang akan membentuk benda hasil pemotongan dan berfungsi sebagai pemotong bawah (Female), dan dibuat dari material yang dapat dikeraskan. b. Punch Blok Punch : adalah komponen aktif yang berfungsi sebagai pemotong atas (male), dan dibuat dari material yang dapat dikeraskan, dengan bibir potong yang tajam. c. Die Set Die Set : Adalah dudukan untuk merakit semua komponen tool sehingga membentuk alat pemotong. 2. Komponen Pendukung a. Stripper Stripper : adalah pelat penahan / pelepas punch dari jepitan pelat strip setelah proses pemotongan. b. Stopper Stopper : adalah komponen pembatas langkah laju pelat strip antara operasi pemotongan pertama / awal dengan operasi pemotongan berikutnya. TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 6

c. Nest Guide (Lokator) Pena lokator : adalah penepat posisi blank / komponen yang akan dipotong (proses pierce, Notching, Shearing, Parting) atau ditekuk d. Rel Pengarah Rel Pengarah : Adalah komponen pendukung yang berfungsi sebagai pengarah samping laju pelat strip sehingga pelat dapat bergerak lurus. e. Pegas Tekan Press Tool Pegas Tekan : Adalah komponen yang berfungsi untuk memberikan gaya tekan dan pendorong balik komponen stripper yang terkait pegas. III. PRINSIP PROSES PEMOTONGAN Menurut jenis operasinya, proses pemotongan dapat digolongkan menjadi beberapa jenis yaitu : 1. Blanking 5. Lanzing 2. Piercing 6. Semi Notching 3. Notching 7. Shaving 4. Parting 8. Trimming Jika dikaitkan dengan operasi pembuatan komponen kunci sadel pada sepeda motor ini maka proses pemotongan menggunakan metode notching, piercing dan parting. Berikut penjelasan mengenai proses pemotongan tersebut : TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 7

1. Notching Notching adalah proses pemotongan untuk menghilangkan pelat, biasanya dua atau tiga sisi pada tempat yang diinginkan. 2. Piercing Piercing adalah proses pemotongan yang sama dengan proses blanking, hanya proses ini bertujuan mengambil hasil lubangnya. 3. Parting Parting adalah proses pemotongan untuk memisahkan pelat. Proses parting biasanya dilakukuan pada langkah akhir pengerjaan produk. Untuk menggabungkan ketiga proses pemotongan diatas maka digunakan metode tool gabungan dimana dalam konsruksinya menggabungkan beberapa pemotong dalam satu konstruksi press tool. Terdapat beberapa cara yang dapat digunakan dalam tool gabungan yaitu gang tool, group tool, dan progressive tool. Dalam pembuatan produk ini maka cara yang digunakan yaitu dengan progressive tool. 4. Progressive Tool Bila dua atau lebih langkah operasi pada suatu alat pada jalur yang sama dengan operasi yang berbeda tiap langkahnya maka alat tersebut dinamakan progressive tools. Progressive tools pada setiap langkah penekanan pada die, dapat berupa proses potong misalnya langkah pertama, pierching dan langkah kedua blanking atau proses potong dan bentuk (forming). Cara kerja dari progressive tools adalah langkah demi langkah,dengan setiap jarak adalah sama,dan progressive tool dapat dibuat untuk memproduksi komponen setengah jadi atau dari pelat strip menjadi komponen yang siap pakai. TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 8

Hal ini sangat bergantung pada bentuk dan batas proses yang dapat dilakukan pada alat tersebut. Terdapat beberapa keuntungan dan kerugian dari progressive tool yaitu : 1. keuntungan progressive tool b. Produksi rata-rata relative tinggi dan kemungkinan dapat bekerja secara otomatis c. Dalam suatu alat dapat dibuat dengan bermacam macam proses operasi d. Untuk produk produk yang mempunyai bentuk yang rumit dapat dibuat dengan cara membagi bagian yang dipotong atau dibentuk ditempat yang berbeda 2. Kerugian/keterbatasan progressive tool a. Ukuran alat akan lebih besar bila dibanding dengan bentuk lain dan kadang kadang diperlukan gaya penekanan yang besar b. Untuk perawatan lebih sulit dan mahal c. Diperlukan ketelitian dalam pembuatan TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 9

B. PERANCANGAN PRODUK 1. dimensi produk a. bentuk produk Produk yang akan dibuat berupa salah satu komponen dari kunci pada grandel pintu, bahannya dari ST 37 dengan tebal 2mm. Bentuknya seperti gambar di bawah: TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 10

b. langkah pengerjaan: langkah pegerjaan produk ini terdiri beberapa tahap seperti: 1. tahap 1 Pada langkah ini terjadi proses Pierching dan notching 2. tahap 2 Pada langkah ini masih terjadi proses yang sama dengan proses yang pertama yaitu proses pierching dan proses notching. 3. tahap 3 Pada langkah ini terjadi proses parting, dimana sisi dari benda kerja dipotong. TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 11

Pierching Pierching Parting Notching Notching Gambar. Tahapan Proses Lay-Out 2. Perhitungan panjang dan lebar trim stop Trim stop berfungsi pada saat pemotongan berlangsung dalam satu hasil perancangan alat Bantu. Dari hasil penjumlahan antara panjang produk total dengan ukuran trim stop dapat diketahui lebar plat strip yang dibutuhkan. Gambar. dimensi Trim Stop TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 12

Panjang Ls = panjang produk + parting = 40 + 2 = 42 mm Karena panjang trim stop berada diantara 20-50, maka lebar trim stop adalah sebagai berikut: a = 1.3 x t a = 1.3 x 2 a = 2.6 mm a = 1.5 ( nilai a terkecil ) oleh karena itu lebar plat strip adalah: w = lebar bentangan plat + lebar trim stop w = 40 + 2.6 w = 42.6 mm 3. Perhitungan panjang garis potong Panjang garis potong Notching I (L1) : L1 = 42 + 3 = 45 mm Panjang garis potong piercing 1 (L2) Gambar. Panjang garis potong notching 1 L2 = 2πR = 2 x 3.14 x 2 = 12.56 mm ( sebanyak 2 buah ) Gambar. Panjang garis potong piercing 1 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 13

Panjang garis potong Notching 2 (L3) : L3 = 15 + 2 + 10 L3 = 27 mm (sebanyak 2 buah ) Gambar. Panjang garis potong notching 2 Panjang garis potong Notching 3 (L4) : L3 = 2 x 10 + 2 x 15 L3 = 20 + 30 L3 = 50 mm Gambar. Panjang garis potong notching 3 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 14

Panjang garis potong parting 1 (L5) L5 = 20 + 20 = 40 mm Gambar. Panjang garis potong parting 1 4. Perhitungan Gaya Pemotongan Untuk menghitung gaya potong yang sangat berpengaruh adalah tebal pelat strip, panjang garis pemotongan dan tegangan potong pelat strip. F p = 0.8 x Rm x U x t Dimana: F p =Gaya potong (N) t =Tegangan tarik Untuk St.37, =370 N/mm² (N/mm²) U =Panjang keliling Pemotongan mm t = tebal pelat mm Rm = Resistance maksimum material 2 Tegangan potong plat p N / mm Maka : 0,8Rm p F P U t p Diketahui tegangan potong plat St.37 adalah 370 x 0.8 = 296 2 N / mm sehingga diperoleh : TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 15

F 1 = 45 x 2 x 296 = 26 640 N F 2 = 12.56 x 2 x 296 = 7435.52 N F 3 = 27 x 2 x 296 = 15984 N F 4 = 50 x 2 x 296 = 29600 N F 5 = 40 x 2 x 296 = 23680 N 5. Perhitungan Total Gaya Punch Besarnya gaya total punch adalah : Fp total = Gaya potong total Dimana : F p total = F 1 + F 2 + F 3 + F 4 + F 5 = 26 640 + 7435.52 + 15984 + 29600 + 23680 = 103 339. 52 N 6. Gaya Stripper Besarnya gaya stripper dapat dihitung dengan rumus : 3500 L t lb F S F S Dimana : 24, 13 L t N F S L t = Gaya stripper (N) = Panjang total pemotongan (mm) = Tebal plat (mm) TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 16

Besarnya nilai panjang total pemotongan adalah : L L1 L2 L3... Ln Diketahui : L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 L = 45 + (2 x 12.56) + (2 x 28) + 50 + 40 L = 216.12 mm t = 2 mm Sehingga gaya stripper adalah : F s = 24.13 x L x t F s = 24.13 x 216.12 x 2 F s = 10429.95 N 7. Gaya Total Gaya total adalah penjumlahan antara gaya total punch dengan gaya stripper, sehingga diperoleh : F t = F p + F s F t = 103 339. 52 + 10429.95 F t = 113 769.47 N 8. Usaha Potong (Cutting Work) Usaha potong punch diketahui berdasarkan persamaan : W 0, 6 F s Dimana : W F s = Usaha potong (Nmm) = Gaya total (N) = Tebal plat (mm) TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 17

Maka usaha potong punch adalah : W = 0,6 x 113 769.47 x 2 W = 136 523.364 N/mm 9. Daya dan Tekanan Mesin Press Besarnya daya yang diperlukan oleh mesin press dapat diketahui dengan menggunakan persamaan : W P t 750 (PK) W P t 750 0,736 (Kw) Dimana : P = Daya mesin press (Kw) W = Usaha potong (Nm) t = Waktu potong (detik) Mesin press pada umumnya mempunyai gerakan ram (pelantak) 160 kali permenit. Berarti untuk tiap satu kali gerakan membutuhkan waktu sebanyak 0,375 detik. Sehingga daya mesin press adalah : P = x 0.736 P = 357 Kw TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 18

10. Perhitungan Titik Berat Tujuan penentuan titik berat adalah sebagai tempat meletakkan shank yang meupakan titik pusat keseimbangan untuk semua proses kerja. Penentuan titik berat dapat dihitung dengan memperhatikan gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing bentuk proses. Jarak titik berat dari sumbu Y-Y dapat dihitung dengan rumus : X L. x 1 1 L. x... L L... 1 2 2 2 L. x L n n n Dengan cara yang sama maka jarak titik berat dari sumbu x x adalah : Y L. Y L. Y... 1 1 L L... 1 2 2 2 L. Y L n n n Dimana : x 1, x 2, dan x n adalah jarak titik pusat garis dari sumbu Y Y Y 1, Y 2, dan Y 3 adalah jarak titik pusat garis dari sumbu x - x Maka titik berat proses berada pada Z (X,Y) Dengan menggunakan persamaan tersebut diatas, maka titik berat untuk masing-masing proses adalah : TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 19

Proses Notching 1 Gambar. Proses Notching 1 No L X Y LX LY 1 3 0 1.5 0 4.5 2 42 21 3 882 126 Σ 45 - - 882 130.5 Proses piercing 1 Gambar. Proses piercing 1 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 20

Proses Notching 2 Gambar. Proses notching 2 No L X Y LX LY 1 10 0 5 0 50 2 15 7.5 0 112.5 0 Σ 25 - - 112.5 50 Proses Notching 3 Y X Gambar. Proses notching 3 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 21

No L X Y LX LY 1 15 0 7.5 0 112.5 2 10 5 0 50 0 3 15 10 7.5 150 112.5 4 10 5 15 50 150 50 - - 250 375 Proses parting 1 Gambar. Proses parting No L X Y LX LY 1 20 0 10 0 200 2 20 2 10 40 200 Σ 40 - - 40 400 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 22

Lay Out Produk Berdasarkan lay-out produk pada gambar diatas, titik berat untuk keseluruhan proses dapat ditentukan menurut persamaan berikut : X Fn. X F n n Y Fn. Y F n n No F (N) X (mm) Y (mm) FX (mm) FY (mm) 1 26640 21 1.5 559440 39960 2 7435.52 12.5 45.812 92944 340636 3 15984 69.5 34.906 1110888 557937 4 29600 52.5 22.906 1154000 678017.6 5 23680 121 23.906 2865280 1556094 Σ 103339.52 - - 5782552 3172644.6 TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 23

TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 24

C. KESIMPULAN: 1. Panjang dan Lebar Trim Stop Panjang Trim Stop = 42 Lebar trim stop = 1.5 (nilai a terkecil) Lebar plat strip = 42.6 mm 2. Panjang Garis Potong Panjang garis potong Notching I (L1) : 45 mm Panjang garis potong Piercing 1 (L2) : 12.56 mm (sebanyak 2 buah) Panjang garis potong Notching 2 (L3) : 27 mm (sebanyak 2 buah) Panjang garis potong Notching 3 (L4) : 50 mm Panjang garis potong Parting 1 (L5) : 40 mm Panjang garis potong total : : 214.12 mm 3. Gaya Pemotongan total = 133 769,47 N 4. Gaya Punch = 103 339.52 N 5. Gaya Stripper = 10 429,95 N 6. Gaya Total = 113 769,47 N 7. Usaha Potong = 136 523, 364 N/mm 8. daya mesin press = 357 Kw 9. Perhitungan Titik Berat Titik berat untuk masing-masing proses adalah : Proses Notching 1 : Z 1 = (19.6 : 2.9) mm Proses Piercing 1 : Z 2 = (2 : 2) mm Proses Notching 2 : Z 3 = (4.5 : 2) mm Proses Notching 3 : Z 4 = (5 : 7.5) mm Proses Parting 1 : Z 5 = (1 : 10) mm Titik berat untuk keseluruhan proses adalah : Z = (55.956 : 30.701) mm TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI II 25