35
BAB III RANCANGAN MODIFIKASI KONSTRUKSI
3.1 Konstruksi dies drawing dan dies trimming (dua dies dua kali proses) 3.1.1 Dies Drawing Pada proses ini terjadi proses perubahan bentuk dari material lembaran menjadi bentukan rongga/ shell. Rongga/ shell dari produk dibentuk oleh drawing punch dan drawing die dengan stripper plate yang didorong oleh cushion pin. Produk yang dihasilkan pada proses ini belum merupakan produk jadi, karena masih diperlukan proses lanjutan, yaitu menghilangkan sisa material yang masih menjadi satu dengan produk.
Sisa material yang akan dihilangkan pada proses lanjutan (trimming) Produk yang dipakai
Gambar 3.1 Produk drawing Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin SENCHY 160 ton dan 200 ton. Secara umum tahapan proses dies ini dapat dilihat dari gambar-gambar berikut: 35
36
Gambar 3.2 Posisi awalan untuk proses drawing Pada gambar 3.1 dies dalam keadaan terbuka, dimana material lembaran pelat diletakkan di atas stripper plate dengan stopper sebagai penepat posisi material terhadap stripper plate. Pada tahap ini tinggi posisi minimal stripper plate adalah sama dengan ketinggian drawing punch.
37
Gambar 3.3 Kondisi pertengahan proses drawing Pada gambar 3.3 proses drawing mulai terjadi, dimana produk mulai terbentuk oleh pertemuan drawing punch dan drawing die. Dalam proses drawing ini dibutuhkan drawing bead yang berfungsi untuk mengatur pergerakan aliran material yang memasuki rongga drawing die, sehingga produk tidak keriput maupun pecah.
38
Gambar 3.4 Kondisi draw maksimal produk draw jadi, dan kondisi dies terbuka maksimal Pada gambar 3.4 ditunjukkan proses maksimal drawing sehingga terbentuk produk pada posisi dies berada di titik mati bawah (TMB), dan dies terbuka pada titik mati atas (TMA) sehingga stripper mendorong produk keatas untuk diambil.
39
Konstruksi dari dies drawing untuk tangki radiator yang sudah berjalan sekarang dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.5 Konstruksi dies drawing tangki radiator Bagian – bagian utama dies drawing ini antara lain: a. Top plate; sebagai dudukan drawing die dan sebagai bagian dies yang dicekam pada ram/ meja atas mesin pada saat proses.
40
b. Drawing die; sebagai pembentuk rongga/ shell pada produk. Pada drawing die ini ada drawing bead yang berfungsi sebagai pengatur jalannya aliran material yang masuk ke drawing die. c. Drawing punch; sebagai pasangan drawing die untuk proses pembentukan rongga/ shell dari produk. d. Spacer punch; sebagai dudukan drawing punch e. Stripper plate; sebagai pemegang material yang kontak dengan drawing die dan pendorong material / produk jadi. f. Bottom plate; sebagai dudukan spacer punch, dan sebagai pengarah dari chusion pin 2. g. Lower support plate; sebagai penopang dies. h. Die shoe, sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam dengan bolster/ meja bawah dari mesin. i. Chusion plate; sebagai penerus tekanan dari chusion mesin yang kemudian diteruskaan melalui chusion pin 2. j. Chusion pin 1; sebagai pengarah pergerakan naik turunnya chusion plate k. Chusion pin 2; sebagai pengarah stripper plate dan penerus tekanan dari chusion mesin. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada dies drawing ini antara lain a. Tinggi dies harus sesuai dengan standar ketinggian dari mesin
41
b. Kehalusan permukan dari permukaan yang kontak dengan material harus bagus (minimal N6 poles), yaitu: drawing die, drawing punch, stripper plate. c. Kelonggaran/ clearance drawing antara die dan punch. Berdasarkan percobaan yang dilakukan didapatkan standar yaitu: •
Dimensi die tetap sesuai produk
•
Dimensi punch = dimensi die-2x(tebal material+0.25 mm).
d. Drawing bead harus ada, karena bila tidak dibuat aliran material yang masuk ke die tidak terkendali, dan cenderung keriput dan produk yang dihasilkan pecah. e. Untuk mempermudah proses permesinan dan mendapatkan hasil yang maksimal drawing die dibuat jadi dua bagian (kanan dan kiri).
3.1.2 Dies Trimming Mesin pres yang dialokasikan untuk proses ini adalah mesin 63 ton dan 160 ton. Pada proses trimming ini sisa material yang masih menjadi satu dengan produk dipisahkan melalui pemotongan antara die dan punch trimming.
42
. Gambar 3.6 Konstruksi dies trimming Bagian – bagian utama dies trimming ini antara lain: a. Shank: sebagai pemegang dies pada saat dicekam di mesin b. Top plate; sebagai dudukan shank dan pemegang upper support plate c. Ejector; sebagai pelempar produk keluar dari dies. d. Die plate; sebagai pemegang insert die e. Insert die: sebagai pisau pemotong saat proses trimming f. Stopper; sebagai penepat posisi produk tangki
43
g. Trimming punch; sebagai pisau pemotong saat proses trimming h. Spacer plate; sebagai dudukan trimming punch i. Stripper plate; sebagai pemegang produk yang diproses trimming j. Bottom plate; sebagai bagian dies paling bawah yang nantinya akan dicekam dengan bolster/ meja bawah dari mesin.
3.2 Konstruksi dies drawing - trimming satu langkah Konstruksi dies drawing-trimming ini merupakan perpaduan antara konstruksi dies drawing dan dies trimming. Secara umum bagian/ komponen dari dies drawing-trimming satu langkah ini tidak jauh berbeda dengan dies drawing, yang membedakan adalah adanya komponen trimming yang disertakan dalam dies ini. Disamping itu mesin yang dibutuhkan untuk proses menggunakan dies ini masih sama dengan dies drawing, yaitu 160/ 200 ton.
44
Berikut tahap-tahap proses pada dies drawing-trimming satu langkah:
Gambar 3.7 Tahap 1 dan 2 proses draw-trim •
Tahap 1 Dies pada posisi terbuka, material diletakkan diatas stripper plate, bagian dies atas bergerak ke bawah.
•
Tahap 2 Mulai terjadi pembentukan rongga/ shell.
45
Gambar 3.8 Tahap 3,4 dan 5 proses draw-trim •
Tahap 3 Proses drawing mencapai maksimal disertai dengan trimming pada kaki produk.
•
Tahap 4 dan 5 Bagian atas dies bergerak naik, stripper mendorong produk jadi ke atas.
46
Secara umum konstruksi dari dies drawing-trimming satu langkah ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.9 Konstruksi dies draw-trim
Sebagai referensi diambil contoh desain dies drawing - trimming satu langkah part number Nissan XXX, dengan dimensi sebagai berikut:
47
X
Gambar 3.10 Gambar produk tangki
Detail X
48
3.2.1 Perhitungan gaya Perhitungan proses drawing (FB & FZ) Diketahui:
dimensi bentangan material = 829x170x0.6 mm => AB = 829x170= 140930 mm2 dimensi trimming
= 713.8x71.8xR9 mm
=> AP = 1555.7487 mm2 U= 155.7487 mm t
=0.6 mm
τB
=240 s.d. 400 N/mm2 ≈320 N/mm2
Dari gambar produk diatas diambil keempat radius sehingga berbentuk shell silindris, untuk penenentuan drawing ratio/ perbandingan drawing. D (blank)
= √(d12+6.3ds x r+4d x h) =√(142+6.3x16.83x2+4x18x4) =26.38mm
m
=d/D =18/26.38=0.68≈0.7
Dari tabel harga perbandingan drawing didapat ß=1.43 χA =0.7, dan α=0.6 Maka,
p
= 0.0025{(ß-1)2+ (0.5. d /100. t)}. σB =0.0025{(1.43-1)2+(0.5x18/100x0.6)}320 =0.26 N/mm2
49
FB (gaya pengendali blank)
= (AB-AP) . p = (140930-1555.7487)0.26 = 36237.3 N = 36.2373 kN
FZ (gaya drawing )
=U
. t . σB . α
=1555.7487x0.6x320x0.6 =179222.2504 N =179.2222 kN Perhitungan proses trimming (FS) Besarnya gaya yang dibutuhkan untuk proses trimming/ pemotongan produk seperti gambar di atas adalah: Diketahui,
maka,
Σl
= 1555.7487 mm
t
=0.6 mm
τB
=240 s.d. 400 N/mm2 ≈320 N/mm2
FS
=
Σl . t . τB
= 1555.7487 x 0.6 x 320 = 298703.7504 N = 298.7038 kN Gaya total yang dibutuhkan = FB + FZ + FS = 36.2373+179.2222+298.7038 = 514.1633 kN
50
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Kebutuhan mesin dan operator untuk proses produksi Kebutuhan mesin dan operator secara otomatis berbeda. Pada kondisi awal dibutuhkan dua mesin yaitu mesin 200/ 160 ton (proses drawing) dan mesin 63/ 160 ton (proses trimming) dengan dua orang operator. Dengan adanya perubahan konstruksi dies ini hanya dibutuhkan satu mesin 200/ 160 ton dengan hanya satu operator.
4.2 Estimasi waktu produksi Untuk mengetahui perbandingan waktu produksi yang dibutuhkan untuk pembuatan tangki ini dapat dilihat pada tabel dibawah. Proses Drawing(mesin 200 ton) waktu No Tahapan proses (detik) keterangan Ambil material sudah termasuk 1 lembaran, letakkan di 8 menambahkan plastik stripper plate pada material lembaran* dies menutup dan Proses drawing8 2 membuka trimming Ambil produk, sudah termasuk 3 tempatkan di kontainer 4 membersihkan sisa plastik produk Total 20
*) lembaran plastik berfungsi membantu memperlicin proses drawing, sehingga produk tidak pecah.
50
51
Proses Trimming (mesin 160 ton) waktu No Tahapan proses (detik) keterangan Ambil produk hasil 1 drawing, tempatkan 4 sesuai stopper 2 3
Proses trimming Ambil produk, tempatkan di kontainer produk Total
6
dies menutup dan membuka
4
sudah termasuk membersihkan sisa trimming
14
Dari dua tabel diatas didapatkan waktu total untuk proses drawing dan trimming satu tangki
t
= (20+14) = 34 detik
Proses Drawing-trimming satu langkah (mesin 200 ton) waktu No Tahapan proses (detik) keterangan Ambil material sudah termasuk 1 lembaran, letakkan di 8 menambahkan plastik stripper plate pada material lembaran* Proses drawingdies menutup dan 2 8 trimming membuka Ambil produk, sudah termasuk 3 tempatkan di kontainer 4 membersihkan sisa plastik produk dan sisa trimming Total 20
Dari tabel untuk proses drawing-trimming satu langkah diatas diperlukan hanya 20 detik untuk proses satu tangki.
52
4.3 Perawatan dan perbaikan dies Dilihat dari kebutuhan perawatan dan perbaikan dari masing-masing konstruksi memiliki keuntungan dan kekurangan antara lain: •
Model konsruksi dua kali proses dua dies Kekurangan: 1. Kebutuhan tempat penyimpanan lebih luas 2. Perawatan dies lebih mahal (pelumasan, pembersihan, penggantian spare part) 3. Perlu penggantian mata potong baru bila proses gerinda mata potong tidak memungkinkan lagi. Keuntungan 1. Perbaikan mata potong trimming lebih mudah, hanya memerlukan proses gerinda/ surface grinding 2. Dimensi tinggi kaki tangki lebih stabil (±0.1)
•
Model konstruksi drawing-trimming satu langkah Kekurangan: 1. Perbaikan mata potong memerlukan proses CNC milling dan surface grinding. Keuntungan 1. Kebutuhan tempat penyimpanan yang lebih hemat
53
2. Dimensi tinggi kaki tangki masih masuk standar toleransi (±0.2), walaupun di bagian keempat pojok radius lebih tinggi dari pada sisi yang lurus 3. Mata potong untuk trimming bisa diatur maju mundur pada saat perbaikan, sehingga tidak perlu diganti baru. 4. Perawatan dies lebih murah (pelumasan, pembersihan, penggantian spare part)
4.4 perbandingan harga dies Secara otomatis perbandingan harga antara dua konstruksi yang berbeda ini juga berbeda jauh. •
Model konsruksi dua kali proses dua dies 1. Harga dies drawing: Rp. 27.043.000,2. Harga dies trimming: Rp. 33.500.000,Total harga :Rp.60.543.000,-
•
Model konstruksi drawing-trimming satu langkah Harga dies drawing-trimming satu langkah ini: Rp. 43.000.000,-
