Perancangan Alat Pembantu Produksi

TUGAS PERANCANGAN ALAT BANTU PRODUKSI IIDOSEN : 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 MESINJURUSAN 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


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


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

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

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.

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 :


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.

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


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:


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.


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


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

Gambar. Panjang garis potong notching 1

Panjang garis potong piercing 1 (L2)

L2 = 2πR= 2 x 3.14 x 2= 12.56 mm ( sebanyak 2 buah )

Gambar. Panjang garis potong piercing 1


Panjang garis potong Notching 2 (L3) :

L3 = 15 + 2 + 10

L3 = 27 mm (sebanyak 2 buah )


Panjang garis potong Notching 3 (L4) :

L3 = 2 x 10 + 2 x 15

L3 = 20 + 30

L3 = 50 mm



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.

Fp = 0.8 x Rm x U x tDimana:

F p =Gaya potong (N)

σt =Tegangan tarik

Untuk St.37, =370 N/mm² (N/mm²)

U =Panjang keliling Pemotongan (mm )

t = tebal pelat (mm )

Rm = Resistance maksimum material

Tegangan potong plat σp ( N /mm2 )

0,8 Rm=σp

Maka :

FP=U×t×σp


Diketahui tegangan potong plat St.37 adalah 370 x 0.8 = 296 N /mm2

sehingga

diperoleh :

F1 = 45 x 2 x 296

= 26 640 N

F2 = 12.56 x 2 x 296

= 7435.52 N

F3 = 27 x 2 x 296

= 15984 N

F4 = 50 x 2 x 296

= 29600 N

F5 = 40 x 2 x 296

= 23680 N

5. Perhitungan Total Gaya Punch

Besarnya gaya total punch adalah :

Fp total = Gaya potong total

Dimana :

Fp total = F1 + F2 + F3 + F4 + F5

= 26 640 + 7435.52 + 15984 + 29600 + 23680

= 103 339. 52 N

6. Gaya Stripper

Besarnya gaya stripper dapat dihitung dengan rumus :

FS=3500×L×t (lb )

FS=24 ,13×L×t ( N )

Dimana :


FS= Gaya stripper (N)

L = Panjang total pemotongan (mm)

t = Tebal plat (mm)

Besarnya nilai panjang total pemotongan adalah :

L=L 1+L2+L 3+. .. .. . ..+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 :

Fs = 24.13 x L x t

Fs = 24.13 x 216.12 x 2

Fs = 10429.95 N

7. Gaya Total

Gaya total adalah penjumlahan antara gaya total punch dengan gaya stripper,

sehingga diperoleh :

Ft = Fp + Fs

Ft = 103 339. 52 + 10429.95

Ft = 113 769.47 N

8. Usaha Potong (Cutting Work)

Usaha potong punch diketahui berdasarkan persamaan :

W =0,6×F×s


Dimana :

W = Usaha potong (Nmm)

F = Gaya total (N)

s = Tebal plat (mm)

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 :

P=

Wt

750(PK)

P=

Wt

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 = 136 523.364

0.375750

x 0.736


P = 357 Kw

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=L1 . x1+L2 .x2+ .. .. . .. ..+Ln . xn

L1+L2+. .. .. . .. .+Ln

Dengan cara yang sama maka jarak titik berat dari sumbu x – x adalah :

Y=L1 .Y 1+L2 .Y 2+. .. .. . .. .+Ln .Y n

L1+L2+. .. . .. .. .+Ln

Dimana :

x1, x2, dan xn adalah jarak titik pusat garis dari sumbu Y – Y

Y1, Y2, dan Y3 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 :


Proses Notching 1

Gambar. Proses Notching 1

No L X Y LX LY

1

2

3

42

0

21

1.5

3

0

882

4.5

126

Σ 45 - - 882 130.5

X 1=88245

=19.6 mm Y 1=130.545

=2.9 mm

Z 1=(19.6 :2.9)mm

Proses piercing 1


Gambar. Proses piercing 1

Z 2=(2 :2)mm

Proses Notching 2

Gambar. Proses notching 2

No L X Y LX LY

1

2

10

15

0

7.5

5

0

0

112.5

50

0

Σ 25 - - 112.5 50

X 3=112.525

=4.5 mm Y 3=5025

=2 mm

Z 3=(4.5: 2)mm

Proses Notching 3


Y

Gambar. Proses notching 3

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

X 4=25050

=5 mmY 4=37550

=7.5 mm

Z 4=(5 :7.5)mm

Proses parting 1


X

Gambar. Proses parting

No L X Y LX LY

1

2

20

20

0

2

10

10

0

40

200

200

Σ 40 - - 40 400

X 5=4040

=1mmY 5=40040

=10 mm

Z 5=(1 :10)mm

Lay Out Produk


Berdasarkan lay-out produk pada gambar diatas, titik berat untuk keseluruhan proses dapat ditentukan menurut persamaan berikut :

X=Fn . Xn

Fn

Y=Fn .Y n

Fn

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

X= 5782 552103 339.52

=55.956 mm Y =3 172 644.6103 339.52

=30.701 mm

Z=(55.956 :30.701)mm


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 : Z1 = (19.6 : 2.9) mm

Proses Piercing 1 : Z2 = (2 : 2) mm

Proses Notching 2 : Z3 = (4.5 : 2) mm

Proses Notching 3 : Z4 = (5 : 7.5) mm

Proses Parting 1 : Z5 = (1 : 10) mm

Titik berat untuk keseluruhan proses adalah :

Z = (55.956 : 30.701) mm


Documents

Perancangan Alat Pembantu Produksi