7
BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH
A. Identifikasi Gambar Kerja Dalam pembuatan suatu produk pastilah tidak terlepas dari pendekatan gambar kerja sebagai acuan pembuatan produk berupa benda kerja. Gambar kerja sebagai media informasi yang bersumber dari perancang yang ditujukan kepada mekanik (yang membuat komponen berdasar gambar kerja) berisikan semua informasi yang diperlukan dalam proses pembuatan komponen. Proses identifiksi gambar kerja ditujukan agar didapatkan : 1. Bentuk akhir produk yang ingin dibuat. 2. Bahan yang digunakan dalam proses pembuatan tutup rangka mesin. 3. Bentuk dan dimensi masing-masing bagian tutup rangka mesin. Identifikasi gambar kerja dalam proses pembuatan tutup rangka mesin bubut CNC adalah sebagai berikut (liahat Gambar 1 dan Gambar 2):
8
9
10
B. Identifikasi Bahan dan Ukuran Identifikasi bahan perlu dilakukan guna mempermudah dalam menentukan hal–hal yang berhubungan dengan bahan yang digunakan. Hal ini bertujuan untuk menentukan perlakuan pengerjaan yang berkaitan langsung dengan penggunaan alat dan mesin serta kekuatan, kegunaan komponen dan nilai ekonomis dari alat tersebut. Pembuatan tutup rangka mesin bubut CNC menggunakan bahan plat eyser dengan ukuran 900 x 670 x 690 mm. Ketebalan bahan adalah sebesar 1 mm. Hal ini disesuaikan dengan karakteristik bahan yang mudah untuk dikerjakan, mudah untuk didapatkan karena banyak terjual di pasaran, memiliki nilai ekonomis dan harganya tidak terlalu mahal. C. Identifikasi Mesin dan Alat Perkakas Identifikasi mesin dan alat–alat perkakas meliputi beberapa hal yang berkaitan dengan proses pembuatan produk. Pemilihan mesin dan alat perkakas tangan yang sesuai akan berpengaruh pada proses pembuatan suatu produk, lama pekerjaan, serta biaya yang dibutuhkan. Adapun proses dan alat perkakas/mesin yang digunakan dalam pembuatan tutup rangka mesin bubut CNC adalah sebagai berikut: 1. Proses Pengukuran Bahan Proses pengukuran bahan dilakukan untuk mendapatkan dimensi dari benda kerja yang ingin dikerjakan agar sesuai dengan gambar kerja. Proses pengukuran meliputi pengukuran panjang, lebar, maupun bentuk
11
benda kerja. Termasuk pula proses melukis ukuran–ukuran benda kerja. Alat yang digunakan pada proses pengukuran ini antara lain: a. Mistar Baja Mistar baja (lihat Gambar 3) adalah alat ukur yang terbuat dari baja tahan karat di mana permukaannya dan bagian sisinya adalah rata dan lurus serta di atasnya terdapat guratan–guratan ukuran (skala ukuran millimeter). Macam ukurannya ada yang dalam satuan inchi, sentimeter, ataupun gabungan keduanya. Pada skala sentimeter (metrik) 1 cm dibagi dalam 10 atau 20 bagian yang sama sehingga tiap bagian (strip) berjarak 1 mm atau 0,5 mm. pada skala 1” (1 inc/dim) dibagi dalam bagian: 16 bagian atau 32 bagian sehingga satu bagian berjarak 1/8”, 1/16” atau 1/32”. (Daryanto, 1987:1). Mistar baja dapat digunakan untuk mengukur panjang dan lebar plat yang akan digunakan sebagai bahan pembuat tutup rangka mesin.
Gambar 3. Mistar Baja b. Mistar Gulung Mistar gulung dibuat dari baja yang lebih tipis dari pada mistar baja. Sifatnya lemas/melentur sehingga dapat digunakan untuk mengukur bagian–bagian yang cembung dan menyudut. Sepanjang
12
mistar ini terdapat ukuran–ukuran (skala), baik ukuran inchi maupun sentimeter. (Daryanto:1987) Mistar gulung ini sangat berguna untuk mengukur benda-benda yang panjang yang tidak dapat diukur dengan mistar baja. Sesuai dengan namanya, mistar gulung ini dapat pula digulung ke dalam rumahnya, yakni dengan cara menekan tombol, menekan mistar itu sendiri maupun dengan memutar pemutarnya. Mistar ini memiliki beragam ukuran panjang, mulai dari 1 meter sampai dengan 20–30 meter (lihat Gambar 4).
Gambar 4. Mistar Gulung c. Penggaris Siku Penggaris siku termasuk alat ukur dan alat gambar, alat ini terdiri atas daun dan blok yang terbuat dari baja (lihat Gambar 5). Pada dasarnya pengukuran sudut di gunakan untuk : 1) Peralatan bantu untuk mengukur sudut. 2) Menarik garis atau beberapa garis yang sejajar. 3) Peralatan untuk mengukur rata atau tidaknya benda. 4) Peralatan untuk memeriksa kelurusan benda.
13
Agar pengukuran berhasil dengan baik, maka langkah-langkah yang harus dilakukan dalam pelaksanaan penyikuan adalah: 1) Membersihkan benda kerja dari beram dan kotoran lainnya. 2) Membersihkan bilah baja dan permukaan benda kerjanya dengan menggunakan kain yang besih dan kering. 3) Pengukuran harus menghadap pada daerah yang terang, sehingga benda keja dapat diketahui apakah pemukaan benda kerja benarbenar lurus, siku dan rata. 4) Pegang benda kerja dengan tangan kiri dan pegang siku dengan tangan kanan. Gesekkan permukaan pada bagian dalam dari penggaris siku terhadap sudut pada benda kerja yang diukur.
Gambar 5. Penyiku Gambar 5. Penggaris Siku d. Penitik Penitik memiliki sudut yang lebih besar dibandingkan dengan penitik garis. Besar sudut penitik adalah 90°, sehingga penitik ini akan menimbulkan luka atau bekas yang lebar pada benda kerja. Penitik ini sangat cocok digunakan untuk membuat tanda terutama untuk tanda pengeboran. Karena sudut penitik ini besar, maka tanda yang dibuat
14
oleh penitik ini akan dapat mengarahkan mata bor untuk tetap pada posisi pengeboran. Dengan demikian penitik ini sangat berguna sekali dalam pelaksanaan pembuatan benda kerja yang memiliki proses keja pengeboran (lihat Gambar 6).
Gambar 6. Penitik e. Penggores Penggores merupakan suatu baja bulat panjang yang salah satu maupun kedua ujungnya diruncingkan (lihat Gambar 7). Biasanya digunakan untuk memberikan goresan dalam benda kerja. Untuk membuat ukuran pada benda kerja sering digunakan mistar baja dan penggores sebagai pensilnya, misalnya menarik garis dari titik satu ke titik yang lainnya.
Gambar 7. Penggores 2. Proses Pemotongan Bahan Proses pemotongan bahan adalah proses yang dilakukan untuk mendapatkan ukuran bahan yang sesuai dengan ukuran rancangan gambar
15
kerja. Pengurangan dimensi panjang dan lebar plat, termasuk pembentukan plat yang sesuai dengan kebutuhan. Peralatan yang diperlukan dalam proses ini adalah sebagai berikut : a. Gunting Plat Gunting plat tangan digunakan dalam proses pembuatan tutup, alas tabung dan sudut-sudut lembaran tabung (lihat Gambar 8).
Gambar 8. Gunting plat b. Mesin Gunting Plat Hidrolis Bahan yang akan dibuat tentunya memiliki ukuran yang berbeda dengan ukuran yang diinginkan. Untuk itu kita memotong benda tersebut sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Karena bahan yang akan dipotong adalah plat eyser yang ukurannya besar, maka kita gunakan mesin potong hidrolik. Dengan mesin ini kita dapat memotong plat dengan cepat dan hasil yang presisi. Mesin potong hidrolik (lihat Gambar 9) merupakan mesin potong yang menggunakan hidrolik sebagai sumber tenaga potongnya. Mesin ini dilengkapi juga dengan panel box control untuk memudahkan dalam pengoperasian mesin. Plat yang akan dipotong diletakkan diantara pisau bawah yang tetap dan pisau atas yang bergerak turun. Sebelum pisau atas turun
16
menggunting plat, maka stopper atau sepatu penahan terlebih dahulu turun menahan pelat yang akan dipotong. Stopper atau penahan ini berfungsi untuk menahan plat agar sewaktu terjadinya proses pengguntingan plat tidak mengalami gaya balik. Kemampuan maksimal potong mesin potong hidrolik yang di Bengkel Fabrikasi mencapai ketebalan 6 mm. Namun pengoperasian di bengkel dibatasi hanya pada ketebalan 4 mm. Hal ini dikarenakan agar dalam pemakaiannya bisa awet dan tahan lama.
Gambar 9. Mesin PotongHidrolik c. Gunting potong Pada prinsipnya alat perkakas ini mirip dengan mesin hidrolik, hanya saja tenaga penggerak pisaunya bukan motor listrik, melainkan tenaga manusia. Plat yang akan dipotong diletakkan pada landasan pisau tetap dan pisau atas ditekan sampai memotong plat. Untuk mengurai besarnya gaya geser sewaktu terjadinya proses pemotongan, posisi mata pisau atas dimiringkan, sehingga luas penampang plat yang yang dipotong mengecil (lihat Gambar 10).
17
Gambar 10.Gunting potong d. Mesin Gerinda Tangan Jenis mesin gerinda tangan ini hanya khusus digunakan untuk menggerinda bahan-bahan atau benda kerja dengan tujuan meratakan dan menghaluskan permukaan bahan yang tidak dapat dilakukan mesin gerinda lainnya karena bahan yang digerinda tidak dapat dipindah tempatkan. Dengan kata lain mesin gerinda tangan ini dapat dibawa kemana-mana karena bentuknya yang kecil. Gerinda tangan digunakan untuk menghaluskan sisi ujung atau bagian yang tajam pada saat proses pembuatan dinding penutup.
Gambar 11. Mesin Gerinda Tangan
18
e. Kikir Kikir adalah suatu peralatan untuk mengikis permukaan benda kerja, mengikir adalah salah satu dari kerja bangku yang penting dan juga sulit untuk memperoleh hasil yang tepat, sampai saat ini mengikir tidak dapat diganti dengan cara lain meskipun didalam bengkel dengan perlengkapan yang modern. Pada umumnya untuk pekerjaan yang sederhana mengikir akan lebih ekonomis baik biaya maupun waktu dibandingkan dengan menggunakan mesin yang modern. Bentuk bentuk kikir seperti : kikir rata, kikir segi empat, kikir bulat, kikir bujur sangkar, kikir setengah bulat, kikir segitiga, kikir ellipse (lihat Gambar 12).
Gambar 12. Kikir f. Mesin Penekuk Segi (bending machine) Dalam proses pembuatan mesin CNC khususnya dalam pembuatan casing diperlukan alat penekuk. Keterampilan dalam pengoprasian mesin penekuk tersebut diutamakan supaya mendapatkan hasil yang maksimal. Proses penekukan dilakukan agar bisa dirakit antara bagian yang satu dengan bagian yang lain saling presisi. Ada beberapa cara mengunakan mesin lipat adalah sebagai berikut:
19
a) Tentukan batas bahan plat yang akan dilipat terlebih dahulu. b) Buka balok klem penjepit dan kemudian ditekan sehingga terjepit c) Angkat balok penekan atau penekuk sampai mencapai sudut yang dikehendaki. Kelebihan mesin bending rahang ini adalah dapat membentuk berbagai lipatan, juga mempunyai kemampuan melipat plat maksimal 1,5 mm dengan lebar 1015 mm. Pada rahang penjepit atas dapat dinaikan setinggi 125 mm dengan memutar engkol. Sudut lipatan dapat diaturdengan mengunakan penahan daun lipatan yang berupa daun baut pengatur. Sudut yang mampu dibentuk mesin penekuk ini adalah 90º. Untuk mengoprasikan mesin penekuk plat harus memperhatikan jenis bahan. Bahan harus bersifat elastis, karena bahan akan mengalami bentuk jalur yang disebabkan oleh adanya kekuatan dari luar. Bahan akan menerima kekuatan tekan dan tarik. Jika bahan tidak mempunyai sifat elastis, maka bahan akan putus pada saat pembengkokan terjadi. Daerah yang tidak terkena kekuatan tekan dan tarik disebut daerah netral. Karena bersifat elastis, maka saat terkena kekuatan tekan, bahan akan kembali kebentuk semula dan melawan kekuatan yang telah dibebankan (sping back). Untuk itu pada saat penekukan sudut harus lebih dari 90º. Dalam proses penekukan plat untuk membuat dinding tabung mesin pemeras madu menggunakan mesin penekuk merk EDWARD’S. Kontruksi mesin tekuk dapat dilihat pada Gambar 14 berikut.
20
Gambar 12. Mesin Penekuk Segi (bending machine) 3. Proses Pembentukan Bahan Proses pembentukan bahan ini digunakan untuk mendapatkan bentuk benda kerja yang sesuai dengan kebutuhan dan keperluan mesin. Adapun proses di dalamnya meliputi proses penekukan dan pengeboran. a. Proses Penekukan Secara mekanika proses penekukan ini terdiri dari dua komponen gaya yakni: tarik dan tekan. Plat yang mengalami proses pembengkokan ini akan terjadi peregangan, netral, dan pengkerutan. Daerah peregangan terlihat pada sisi luar pembengkokan, di mana daerah ini terjadi deformasi plastis atau perubahan bentuk. Peregangan ini menyebabkan plat mengalami pertambahan panjang. Daerah netral merupakan daerah yang tidak mengalami perubahan. Artinya pada daerah ini plat tidakmengalami pertambahan panjang atau perpendekkan. Daerah sisi bagian dalam pembengkokan merupakan daerah yang mengalami penekanan, di mana daerah ini
21
mengalami pengkerutan dan penambahan ketebalan, hal ini disebabkan karena daerah ini mengalami perubahan panjang yakni perpendekan atau menjadi pendek akibat gaya tekan yang dialami oleh plat (lihat Gambar 13). Persamaan–persamaan
untuk
menghitung
panjang
bahan
sebelum ditekuk adalah sebagai berikut (Pardjono & Hantoro, 1991: 106 - 110) S
L2
90°
Lb
Rd Rn
Lp
La L1
Gambar. 13. Penekukan pelat
L = La + Lb + Lp ........................................................................... (1)
Lp =
.................................................................................. (2)
Rn = Rd + X ................................................................................ (3)
22
Rd = 0,5 S ......................................................................................(4) α = 90° maka Rn = Rd +
.............................................................(5)
α = 120° - 180° maka X =
...........................................................(6)
La = Lb = L1 – (Rd + S) ................................................................(7) Keterangan : L
= Panjang bahan sebelum penekukan
Lp = Panjang penekukan S
= Tebal bahan
Rn = Jari – jari dari titik pusat ke sumbu radius Rd = Jari – jari dari busur dalam X
= Jarak antara jari – jari dalam Rd dan sumbu netral x
α
= Sudut tekukan
b. Pemantulan Kembali (Spring Back) Pada proses awal penekukan, posisi tuas penekuk diangkat ke atas sampai membentuk sudut melebihi sudut pembentukan yang dinginkan (lihat Gambar 14). Hal ini dikarenakan jika sebuah pelat yang dibengkokkan maka pelat akan cenderung kembali kekeadaan yang semula sebelum dibengkokkan. Pengaruh ini disebabkan adanya sifat elastic bahan. Faktor pemantulan kembali dinotasikan dengan huruf k. (Pardjono & Hantoro 1991 : 112 )
23
α1
α2
ri S
Gambar 14. Spring back K=
............................................................................................(8)
Keterangan : K
= Faktor pemantulan kembali (tabel 2)
α1
= Sudut pembengkokan
α2
= Sudut efektif
Proses penekukan ini dilakukan dengan mesin tekuk manual yang ada di bengkel Fabrikasi FT UNY.
Gambar 15. Mesin Tekuk Manual Disamping
menggunakan
mesin
tekuk
tersebut,
proses
penekukan juga dapat dilakukan dengan menggunakan alat perkakas sebagai berikut:
24
1) Mal Lipatan Dalam proses pembuatan tabung, mal lipatan digunakan untuk merapatkan hasil lipatan untuk menambah kerapatan sambungan lipatan (lihat gambar 16).
Gambar 16.Mal Lipatan 2) Mal setengah lingkaran Mal
setengah
lingkaran
berfungsi
membuat
tekukan
melingkar untuk menyambung lipatan.Jenis mal ada beberapa macam tergantung tekukan lingkaran yang dibuat (lihat Gambar 17).
Gambar 17. Mal Setengah Lingkaran 3) Ragum Ragum adalah alat untuk menjepit benda kerja supaya mudah dalam pengerjaannya karena tidak harus memegangi benda kerja apalagi pada saat mengemal (lihat Gambar 18).
25
Gambar 18. Ragum 4) Palu Plastik Palu plastik (lihat Gambar 19).berfungsi untuk memukul suatu benda. Palu yang digunakan unuk merapatkan lipatan sambungan plat.
Gambar 19. Palu Plastik dan Palu Besi c. Proses Pengeboran Dalam proses pembuatan casing mesin bubut CNC ini, proses pengeboran
dilakukan
dengan
menggunakan
mesin
bor
yang
merupakan alat untuk melubangi bahan dengan menggunakan perkakas bantu yang disebut mata bor. Kegunaan mesin bor untuk membuat lubang, baik lubang tersebut tembus maupun tidak tembus (lihat Gambar 20).
26
Proses pembuatan lubang dapat meliputi proses drilling (pengeboran) dan boring (memperbesar lubang). Pada pengeboran besar kecilnya lubang tergantung dari diameter mata bor (twist drill) yang digunakan. Pengeboran dengan diameter yang besar, terlebih dahulu harus dibor dengan mata bor berdiameter lebih kecil. Prinsip kerja dari mesin bor adalah memanfaatkan gerakan putar dari poros yang diteruskan ke mata bor. Pemilihan mata bor disesuaikan dengan jenis bahan dari benda kerja yang akan dilubangi, di mana harus diperhatikan diameter mata bor dan kecepatan putar mesin bor. Hal ini agar mata bor tidak cepat aus dan patah. Mesin bor yang digunakan dalam pengerjaan melubangi tabung dalam dan alas tabung dalam adalah mesin bor duduk.
Gambar 20. Mesin Bor Duduk 4. Proses Pelapisan Bahan Finishing dapat dilakukan dengan berbagai cara salah satunya dengan cara pengecatan. Untuk memperoleh keindahan pada permukaan benda kerja, dengan menerapkan warna warni yang telah disesuaikan dengan kondisi benda kerja. Dengan demikian penampilan barang atau
27
produk menjadi lebih menarik. Adapun peralatan yang pokok digunakan dalam proses pengecatan adalah mesin kompresor udara dan pistol semprot cat (spray gun). Cara mengecatnya juga berbeda dengan yang lain. Penggunaan cat dalam proses pengecatan dapat bervariasi mulai dari harga yang murah sampai dengan harga yang cukup tinggi, semua itu tergantung dari kebutuhan. (Soeprapto Rachmad, 1994:2) Adapun peralatan yang digunakan untuk proses pengecatan ini adalah sebagai berikut : a. Kompresor Udara Kompresor udara dalam pengecatan digunakan untuk menekan udara sampai 10 atm ke dalam tanki tekan yang sebelumnya telah diberi pengaman. Katup pengaman akan terbuka bila udara yang ditekankan telah melampaui batas yang diperbolehkan (lihat Gambar 21). Kompresor udara juga dilengkapi dengan manometer untuk mengetahui tekanan udara, kran gas, baut untuk mengeluarkan air dari dalam tanki, selang karet dan regulator. Regolator yang terpasang biasanya disetel pada 1,5 – 2,5 atm. Tekanan ini cukup ideal untuk proses pengecatan dengan spraygun.
Gambar 21. Kompresor Udara
28
b. Pistol Semprot (spray gun) Pistol semprot atau spray gun ini digunakan sebagai kuas dalam proses pengecatan (lihat Gambar 22). Dengan bantuan udara yang bertekanan, maka cat dalam spray gun dapat keluar dalam bentuk butiran – butiran halus yang nantinya akan menempel pada benda kerja secara merata. Proses pengecatan yang baik tidak langsung sekali jadi, melainkan selesai dalam beberapa tahap pengecatan.
Gambar 22. Spray Gun
