Embed Size (px)
Citation preview
PROSES PEMBUATAN DAN PERHITUNGAN TONASE PADA
BRACKET BUMPER REAR AXLE RH
Abdul Muchlis
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya No. 100 Pondok Cina, Depok 16424. Telp (021) 78881112 ext 403
ABSTRAK
Bracket Bumper Rear Axle merupakan bagian part non frame dari mobil yang berfungsi untuk
menghubungkan part bumper itu sendiri dengan poros belakang (rear axle) serta untuk menahan benturan
dan juga meredam benturan. Bracket Bumper Rear Axle biasa digunakan untuk komponen-komponen
kendaraan. Penulisan ini bertujuan untuk mengetahui proses pembuatan Bracket Bumper Rear Axle RH
dan gaya total pada proses blanking (pemotongan) dan juga pada proses bending (penekukan) pada Bracket
Bumper Rear Axle RH Lower Part. Bracket Bumper Rear Axle RH dibuat dengan melalui proses
pembentukan material dengan pemotongan blanking dan penekukan, dilanjut dengan proses pengelasan
menggunakan spot welding hingga tahap pengecatan menggunakan powder coating metode celup.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan material SPH 440 OD untuk bahan utama pembuatan
Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part, diperoleh bahwa besarnya tonase yang terjadi pada proses
blanking (pemotongan) yaitu sebesar 84,09 Ton dengan ditambahkan gaya cadangan sebesar 8,41 Ton
dengan nilai faktor keamanan 1,3 yang dimana telah di standarkan pada penggunaan beban statis sehingga
menghasilkan kapasitas mesin Press yang dibutuhkan untuk proses blanking (pemotongan) yaitu sebesar
120,25 Ton dengan aktual mesin Press yang digunakan sebesar 110 Ton. Untuk proses penekukan (bending)
dapat dilakukan dengan total gaya bending keseluruhan sebesar 27,19 Ton dengan ditambahkan gaya pad
pada proses penekukan sebesar 6,8 Ton sehingga menghasilkan gaya total pada mesin Press yang
dibutuhkan untuk proses bending yaitu sebesar 34 Ton dengan aktual mesin Press yang digunakan sebesar
110 Ton.
Kata Kunci: Bracket, Manufaktur, Otomotif, Pengelasan, Stamping
PENDAHULUAN
Komponen sistem pemindah daya yang digunakan untuk memindahkan suatu daya dari
gardan (differential) ke roda-roda penggerak belakang yaitu Axle Shaft. Oleh karena itu, axle
shaft biasa disebut dengan sistem penggerak yang dapat dikategorikan ke dalam part frame dan
part non frame yang merupakan komponen part tanpa bingkai atau part yang tidak membutuhkan
pondasi untuk membuatnya seperti kerangka (chassis).
Salah satu komponen sistem pemindah daya yang digunakan untuk memindahkan suatu
daya dari gardan (differential) ke roda-roda penggerak belakang yaitu Axle Shaft. Oleh karena
itu, axle shaft biasa disebut dengan sistem penggerak yang dapat dikategorikan ke dalam part
frame dan part non frame yang merupakan komponen part tanpa bingkai atau part yang tidak
membutuhkan pondasi untuk membuatnya seperti kerangka (chassis). Bracket Bumper Rear Axle
RH adalah suatu part non frame sub assy yang terletak pada bagian belakang poros kendaraan
roda empat (rear axle). Seperti fungsi bracket pada umumnya yaitu sebagai penyangga komponen
satu dengan komponen lainnya, Bracket Bumper Rear Axle RH berfungsi untuk menyangga part
bumper itu sendiri dengan poros belakang (rear axle).penulisan ini bertujuan untuk mengetahui
proses pembuatan Bracket Bumper Rear Axle RH dan perhitungan tonase pada pengerjaan
dengan mesin Press 110 Ton yang digunakan untuk membuat produk Bracket Bumper Rear Axle
RH Lower Part.
Proses produksi Bracket Bumper Rear Axle RH diawali dengan pemilihan bahan Cutting
Steel Blank SPH 440 OD dan Steel Sheet SPHC PO, kemudian proses pembentukan (forming)
suatu lembaran plat yang dibentuk menjadikan suatu bentuk bagian-bagian dengan cara blanking,
kemudian proses penekukan (bending) proses selanjutnya yaitu merupakan proses pengelasan
(welding) dan pengecatan.
LANDASAN TEORI
Bracket Bumper Rear Axle merupakan bagian part non frame dari mobil yang berfungsi
untuk menghubungkan part bumper itu sendiri dengan poros belakang (rear axle) serta untuk
menahan benturan dan juga meredam benturan. Bracket Bumper Rear Axle biasa digunakan untuk
komponen-komponen kendaraan. Pada umumnya, Bracket Bumper Rear Axle diproduksi dalam
2 tipe unit, yaitu ada Bracket Bumper Rear Axle RH untuk sisi kanan dan Bracket Bumper Rear
Axle LH untuk sisi kiri. Keduanya memiliki desain dan dimensi yang hampir sama, perbedaannya
hanya terletak pada tinggi flange. Pada Bracket Bumper Rear Axle RH, flange di sisi kanan lebih
rendah dibanding dengan sisi kiri, begitupula sebaliknya, pada Bracket Bumper Rear Axle LH,
flange di sisi kiri lebih rendah dibanding dengan sisi kanan.
Pada satu produk Bracket Bumper Rear Axle sendiri, terdiri dari 2 bagian, yaitu Lower
Part dan Upper Part. Pada bagian bawah, terdapat Lower Part yang berfungsi untuk menyokong
Upper Part yang terletak tepat pada bagian atasnya sehingga dapat menyesuaikan fungsi kerjanya
saat menjadi satu bagian utuh.
Material
Material yang digunakan untuk pembuatan Bracket Bumper Rear Axle RH terdapat 2
jenis yaitu material SPH 440 OD dan plat besi SPH 440 OD termasuk dalam kategori hot rolled
steel plate. Spesifikasi SPH 440 OD tertuang dalam standard JIS G3113.
Tabel 1. Komposisi SPH440 [1]
Tabel 2 Mechanical Properties SPH 440 OD [1].
Tabel 3 Chemical Composition SPHC-PO [2].
Tabel 4 Mechanical Properties SPHC-PO [2].
Untuk Menghitung Total Tonase yang dibutuhkan pada proses blanking, yang perlu
diketahui adalah :
a. Keliling Bentuk Geometri Part yang Akan di Blanking (U)
b. Tebal Material (t)
c. Kekuatan Tarik (Tensile Strength) (TS)
Setelah didapatkan keliling part yang di blanking maka mencari besar gaya pemotongan
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Fs = U x s x 0,8 x TS
Keterangan:
Fs = Gaya Potong (N)
U = Keliling atau panjang pemotongan (mm)
TS = Tegangan Tarik (N/mm2)
s = Tebal Material (mm)
Selanjutnya, mencari gaya stripping, yaitu suatu gaya tambahan dengan tujuan sebagai
gaya cadangan dalam penentuan tonase mesin press yang akan digunakan.
Fst = (5% - 10%) x Fs
Keterangan:
Fst = Gaya Stripping (N)
Fs = Gaya Potong (N)
Dengan diketahuinya gaya potong dan juga gaya stripping, maka kapasitas dari mesin
press (press machine capacity) dapat ditentukan dengan rumus:
Pm = (Fs + Fst) x (Sf)
Keterangan:
Pm = Press Machine Capacity (N)
Fs = Gaya Potong (N)
Fst = Gaya Stripping (N)
Sf = Safety Factor
Untuk faktor keamanan, dapat dilihat melalui tabel safety factor yang disarankan yaitu sebesar
1.3
Menghitung Total Tonase yang dibutuhkan pada proses bending, hal-hal yang perlu
diketahui adalah :
a. Lebar Plat dalam Arah Sumbu Tekuk (B)
b. Tebal Plat (t)
c. Kekuatan Tarik Material (TS)
d. Konstanta Gaya Tekuk (t = 0-3 mm, maka c = 1.0, jika t = > 3, maka c = 2.0)
Berikut merupakan rumus Gaya Bending sesuai dengan bentuk penekukannya, yaitu:
a. Gaya Bending U
Keterangan:
FBU = Gaya Bending U (N)
C = Konstanta Bending (Jika t = 0-3 mm, maka c = 1.0, jika t = > 3, maka c = 2.0)
B = Lebar Plat dalam Arah Sumbu Tekuk (mm)
t = Tebal Plat (mm)
TS = Kekuatan Tarik Material (MPa)
b. Gaya Bending L
Keterangan:
FBL = Gaya Bending L (N)
C = Konstanta Bending (Jika t = 0-3 mm, maka c = 1.0, jika t = > 3, maka c = 2.0)
B = Lebar Plat dalam Arah Sumbu Tekuk (mm)
t = Tebal Plat (mm)
TS = Kekuatan Tarik Material (MPa)
Setelah mendapat gaya bending pada masing – masing, maka dapat dihitung totalnya.
Keterangan:
TBF = Total Gaya Bending (N)
FB1 = Gaya Bending 1 (N)
FB2 = Gaya Bending 2 (N)
FBn = Gaya Bending n (N)
Pada proses bending, terdapat gaya pad atau biasa disebut dengan pad force yang
digunakan untuk menahan material untuk men-deformasi ke suatu bentuk.
Keterangan:
Fpad = Gaya Pad atau Pad Force (N)
TBF = Total Gaya Bending (N)
Setelah didapatkan nilai Pad Force nya, maka total dari tonase yang dibutuhkan untuk
proses bending dapat segera dihitung menggunakan penjumlahan dari gaya-gaya total.
Keterangan:
FBTOT = Gaya Bending Total (N)
Fpad = Gaya Pad atau Pad Force (N)
TBF = Total Gaya Bending (N)
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan tahapan yang disebut dengan flowchart proses pembuatan
cover V-Roll agar tidak menyimpang dari tujuan penulisan.
Gambar 1. Flowchart Proses Pembuatan Bracket Bumper Rear Axle RH
Bahan utama yang digunakan untuk proses pembuatan Bracket Bumper Rear Axle RH
adalah Cutting Steel Blank SPH 440 OD dan Steel Sheet SPHC PO.
Tabel 6. Material Bracket Bumper Rear Axle RH
(a) (b)
Gambar 2. Material (a) Besi SPH 440 OD. (b) Besi SPHC PO Desain (Drawing Process)
Drawing Process atau proses desain produk dilakukan sesuai dengan standar pembuatan
dari Bracket Bumper Rear Axle RH.
Gambar 3. Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part (mm)
Gambar 4. Bracket Bumper Rear Axle RH Upper Part (mm)
Gambar 5. Bracket Bumper Rear Axle RH (mm).
Pembentukan (Forming)
Proses pembentukan metal forming ini dilakukan dengan membagi material mentah yang
dijadikan potongan-potongan atau kumpulan part yang nantinya akan dirakit (assembly) pada
Line berikutnya. Proses ini meliputi Blanking (pemotongan blank), Bending (pembengkokan) dan
Drawing. Berikut adalah proses-prosesnya:
Blanking
Blanking merupakan suatu proses persiapan material yang akan dipotong sesuai dengan
ukuran dimensi yang dibutuhkan bertujuan untuk mendapatkan hasil potong dan sisa potongan
atau biasa disebut scrap dapat dibuang. Proses blanking ini dilakukan dengan cara menekan
lembaran plat atau logam dengan 2 dies yang terdiri dari upper dies dan lower dies.
(a) (b)
Gambar 6. (a)Layout Blanking Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part (mm).
(b) Dies Blanking Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part
Gambar 7, Hasil Blanking Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part
Bending (Penekukan) Proses bending ini dilakukan pada material SPH 440 OD untuk pembuatan Lower Part
Bracket Bumper Rear Axle RH. Mesin yang digunakan untuk mem-bending hasil blanking
Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part mesin press dengan tekanan 110 Ton atau 1078,7315
kN dengan sistem penekakan hidrolik.
(a) (b)
Gambar 8. (a) Bending Dies Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part, (b) Hasil Bending
Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part
Dalam pengerjaannya, terdapat profil sudut bending pada lower part bracket bumper rear
axle yang bisa dilihat pada tabel berikut:
Tabel 7. Profil Bending Bracket Bumper Rear Axle RH Lower Part
Drawing
Mesin yang digunakan untuk membuat drawing pada hasil blanking Bracket Bumper
Rear Axle RH Upper Part adalah mesin press OBW200-3 dengan tekanan 200 Ton atau 1961,33
kN dengan sistem penekakan hidrolik.
(a) (b)
Gambar 9. (a) Drawing Dies Bracket Bumper Rear Axle RH Upper Part, (b) Hasil Drawing Bracket
Bumper Rear Axle RH Upper Part
Quality Control
Proses Quality Control Pembentukan dilakukan sebelum dilanjutkan ke dalam
proses pengelasan.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 10. macam part tidak lolos QC (a) Crack, (b) Scratch, (c) Laminasi, (d) Pork mark
Penyebab part tidak lolos uji dapat dijelaskna dibawah ini, yaitu:
a. Crack
Hal ini disebabkan karena material yang sifat mekanisnya telah menurun atau bisa juga
disebabkan karena dies yang digunakan memiliki sifat yang terlalu keras untuk material yang
akan dibentuk. Penyebab lainnya yaitu terjadi karena kesalahan penempaan dan juga rancangan
dari cetakan (dies).
b. Scratch
Penyebab hal ini dapat terjadi dikarenakan pada saat dilakukannya penempaan, plat
material tergores oleh cetakan (dies). Jika adanya scratch pada produk maka barang akan di reject.
c. Laminasi
Laminasi (pengelupasan) pada lapisan sheet metal sehabis dilakukan proses deformasi
dengan mesin press. Pengelupasan pada plat ini jarang terjadi.
d. Pork mark
Pork mark atau yang biasa dikenal dengan istilah kasarnya bopeng. Pork mark ini bisa
disebabkan karena permukaan plat yang tidak bersih saat dilakukannya proses penempaan dengan
mesin press, sehingga kotoran semacam scrap ikut tertempa sehingga menghasilkan pork mark.
Pengelasan
Proses ini dilakukan dengan cara pengelasan material yang sudah dibentuk hingga
menjadi sebuah Bracket Bumper Rear Axle RH. Proses pengelasan ini dilakukan suatu pengelasan
Spot Welding yaitu jenis penyambungan benda kerja yang prinsipnya menggunakan jenis
sambungan lap joint dengan las berupa titik. Pada proses ini digunakan Mesin Spot Welding
Dengensha NWC-900 Series.
(a) (b)
Gambar 11. (a) Mesin Spot Welding Dengensha NWC-900 Series, (b) Tooling Mesin Spot
Welding Bracket Bumper Rear Axle RH
Berikut merupakan parameter proses dari mesin spot welding yang digunakan.
Tabel 8. Process Parameter Spot Welding
Proses selanjutnya adalah pengecekan melalui visual pada bagian spot welding yang
dapat dilihat pada gambar 12.
Gambar 12, Visual Check Menggunakan Dermagraph
Perhitungan Tonase pada Pengerjaan dengan Mesin Press 110 Ton Pada proses yang terjadi pada mesin press, terlebih pada proses blanking dan bending
terdapat beberapa hal yang harus diperhitungkan untuk menghasilkan produk yang baik dan
optimal. Beberapa hal tersebut meliputi gaya pemotongan dan gaya penekukan (bending).
Gaya Pemotongan (Cutting Force)
Bentuk geometri part.
Gambar 13. Dimensi keliling produk (mm)
Menghitung Keliling dari Geometri Blanking
U = Keliling Geometri + Keliling Setengah Lingkaran
= (K. geometri) + ( π d)
= (98,62 + 54,47 + 45,0 + 40,0 + 45,0 + 69,08 + 40,0 + 69,08 + 54,34) + ( x 3,14 x 95,98) mm
= 515,59 + (150,6886) mm
= 666,28mm
Menghitung Total Tonase Mesin Press
Fs = 666,28 x 3,2 x 0,8 x 493
= 840896,89 N
= 84089,69 kg = 84,09 Ton
Jadi, total tonase mesin press yang dibutuhkan pada proses pemotongan blanking yaitu
sebesar 84,09 Ton dengan aktual mesin yang digunakan sebesar 110 Ton.
Menghitung Gaya Stripping
Perhitungan gaya stripping merupakan suatu gaya tambahan dengan tujuan sebagai gaya
cadangan dalam penentuan tonase mesin press yang digunakan.
Fst = (5% - 10%) x Fs
= (0,1) x (84,09 Ton)
= 8,41 Ton
Kapasitas Mesin Press (Press Machine Capacity)
Pm = (Fs + Fst) x (Sf)
= (84,09 Ton + 8,41 Ton) x 1,3
= 92,50 x 1,3
= 120,25 Ton
Jadi, total gaya potong cadangan (ditambah stripping force) yang dibutuhkan untuk
proses pemotongan blanking (cutting force) adalah sebesar 120,25 Ton dengan aktual mesin yang
digunakan sebesar 110 Ton.
Gaya Penekukan (Bending Force)
Gambar 14. Dimensi Bending (mm)
Menghitung Gaya Bending U
Menghitung Gaya Bending L Sisi Kiri dan Sisi Kanan (B1=B2)
Menghitung Gaya Bending L Sisi Bawah
Menghitung Gaya Bending Total
Menghitung Gaya Pad
Menghitung Gaya Total Mesin Press Bending
Jadi, total tonase mesin press yang dibutuhkan pada proses bending yaitu sebesar 34 Ton
dengan aktual tonase mesin press yang digunakan sebesar 110 Ton.
KESIMPULAN
Proses pembuatan Bracket Bumper Rear Axle RH yaitu dimulai dari dilakukannya
persiapan material, dan penggambaran (drawing). Setelah itu, proses pembentukan dilakukan
dengan cara blanking, kemudian dilakukan penekukan (bending) untuk lower part dan dilakukan
drawing untuk upper part. Setelah dibentuk, dilakukannya QC yang setelahnya dilakukan
pengelasan menggunakan jenis las spot (spot welding). Setelah dilakukan pengelasan,
dilakukannya QC. Dilanjut dengan proses painting dilakukan menggunakan powder coating
dengan metode pencelupan.
Berdasarkan hasil perhitungan pada Bumper Rear Axle RH Lower Part proses
pemotongan (blanking) dapat dilakukan dengan total pembebanan sebesar 84,09 Ton dengan
ditambahkan gaya cadangan sebesar 8,41 Ton sehingga menghasilkan kapasitas mesin Press yang
dibutuhkan untuk proses blanking yaitu sebesar 120,25 Ton dengan aktual mesin Press yang
digunakan sebesar 110 Ton. Untuk proses penekukan (bending) dapat dilakukan dengan total
gaya bending keseluruhan sebesar 27,19 Ton dengan ditambahkan gaya pad pada proses
penekukan sebesar 6,8 Ton sehingga menghasilkan gaya total pada mesin Press yang dibutuhkan
untuk proses bending yaitu sebesar 34 Ton dengan aktual mesin Press yang digunakan sebesar
110 Ton.
DAFTAR PUSTAKA
[1] China Brill Special Steel. SPH440 OD Specification of Material.
[2] Ardhayananta, Hosta. dkk. Pengaruh Pengerjaan Dingin Terhadap Ketahanan Korosi
Lapisan Hasil Hot Dip Galvanizing AISI 1020 di Media NaCl. Surabaya: Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya.
[3] Ardian, Aan. 2012. Teori Pembentukan Bahan. Yogyakarta: Universitas Negeri
Yogyakarta
[4] Boljanovic, Vukota. 2004. Sheet Metal Forming Processes and Die Design. New York :
Industrial Press
[5] Suryadi, VY. 2013. Pengaruh Ketebalan Material dan Clearance Progressive Dies
Terhadap Kualitas Produk Ring M7. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
[6] Saputro, Adian Wahyu. 2016. Rancang Bangun Mesin Bending Otomatis untuk Begel
Diameter 8mm (Pengujian Alat). Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya.
[7] Benson, Steve D. 1997. Press Brake Technology: A Guide to Precision Sheet Metal
Bending. Society of Manufacturing Engineers. ISBN 978-0-87263-483-1
[8] Bayuaji, Alfasian. 2018. Analisis Pembuatan Rolling pada Sisi Bending 60 mm Berbasis
Software Solidworks pada Mobil Desa dengan Metode Press Roll Dies. Semarang:
Universitas Negeri Semarang.
[9] Firnandes, Ekki. 2015. Rancang Bangun Progressive Tool untuk Memproduksi Landasan
Lubang Kunci (Proses Pengujian). Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya.
[10] Permadi, Hendaru Ajie Anom. 2017. Redesign dan Rancang Bangun Mekanisme Spot
Welding Elektroda Tungsten dengan Alat Microwave Oven Transformator Kapasitas 2-3
Volt. Malang: Universitas Muhammadiyah Malang.
[11] Fachruddin. dkk. 2016. Pengaruh Variasi Arus Listrik Pengelasan Titik (Spot Welding)
Terhadap Kekuatan Geser, Kekerasan dan Struktur Mikro pada Sambungan Dismillar Baja
Stainless Steel AISI 304 dengan Baja Karbon Rendah ST 41. Malang: Universitas Negeri
Malang.
[12] Rizza, Muhammad Akhlis. 2014. Analisis Proses Blanking dengan Simple Press Tool.
Malang: Politeknik Negeri Malang
[13] Cahyadi, Dadi. dkk. 2014. Analisa Perhitungan Gaya-Gaya Mekanis pada Pembuatan
Komponen Otomotif Braket Upper Arm. Banten: Universitas Serang Raya.
Perpustakaan Universitas Gunadarma BARCODE
BUKTI UNGGAH DOKUMEN PENELITIANPERPUSTAKAAN UNIVERSITAS GUNADARMA
Nomor Pengunggahan
SURAT KETERANGANNomor: 35/PERPUS/UG/2020
Surat ini menerangkan bahwa: Nama Penulis : Abdul MuchlisNomor Penulis : 140456Email Penulis : [email protected] Penulis : kampung sarang bango
dengan penulis lainnya sebagai berikut:Penulis ke-2/Nomor/Email : Abdul Muchlis / 140456 / [email protected]
Telah menyerahkan hasil penelitian/ penulisan untuk disimpan dan dimanfaatkan di Perpustakaan Universitas Gunadarma,dengan rincian sebagai berikut : Nomor Induk : FTI/IC/PENELITIAN/35/2020Judul Penelitian : PROSES PEMBUATAN DAN PERHITUNGAN TONASE PADA BRACKET BUMPER REAR
AXLE RHTanggal Penyerahan : 18 / 08 / 2020
Demikian surat ini dibuat untuk dipergunakan seperlunya dilingkungan Universitas Gunadarma dan Kopertis Wilayah III.
Dicetak pada: 18/08/2020 13:27:27 PM, IP:202.125.95.19 Halaman 1/1
