BAB II DASAR TEORI
2.1
Proses Produksi Proses diartikan sebagai suatu cara, metode dan teknik bagaimana
sesungguhnya sumber-sumber (tenaga kerja, mesin, bahan dan dana) yang ada diubah untuk memperoleh suatu hasil. Produksi adalah kegiatan untuk menciptakan atau menambah kegunaan barang atau jasa (Assauri, 1995). Proses juga diartikan sebagai cara, metode ataupun teknik bagaimana produksi itu dilaksanakan. Produksi adalah kegiatan untuk menciptakan dan menambah kegunaan suatu barang dan jasa. Menurut Ahyari, 2002 proses produksi adalah suatu cara, metode ataupun teknik menambah kegunaan suatu barang dan jasa dengan menggunakan faktor produksi yang ada. Melihat kedua definisi diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa proses produksi merupakan kegiatan untuk menciptakan atau menambah kegunaan suatu barang atau jasa dengan menggunakan faktor-faktor yang ada seperti tenaga kerja, mesin, bahan baku dan dana agar lebih bermanfaat bagi kebutuhan manusia. Jenis-jenis proses produksi ada berbagai macam bila ditinjau dari berbagai segi. Proses produksi dilihat dari wujudnya terbagi menjadi proses kimiawi, proses perubahan bentuk, proses assembling, proses transportasi dan proses penciptaan jasa-jasa adminstrasi.
2.2
Sistem Perencanaan Proses Produksi Pada perancangan suatu konstruksi hendaknya mempunyai suatu konsep
perencanaan. Untuk itu konsep perencanaan ini akan membahas dasar-dasar teori yang akan dijadikan pedoman dalam perancangan. Pada perancangan ini bagian elemen alat yang akan direncanakan atau diperhitungkan adalah: 1.
Pengelasan (Welding)
2.
Permesinan (Machining)
3.
Perakitan (Assembling)
4.
Finishing
4
5
2.3 Mesin-Mesin yang Digunakan Pada Pembuatan Alat Dalam pembuatan Rotary Welding Machine diperlukan alat bantu untuk mempermudah proses pengerjaan. Alat bantu ini juga digunakan untuk memangkas waktu produksi.
2.3.1 Mesin Bubut Proses bubut merupakan suatu proses pembentukan benda kerja dengan mesin bubut. Mesin bubut adalah mesin perkakas dengan gerak utama berputarnya benda kerja pada spindel. Gerak berputar inilah yang menyebabkan terjadi penyayatan oleh alat potong (tool) terhadap benda kerja. Dengan demikian, prinsip kerja dari mesin bubut adalah gerak potong yang dilakukan oleh benda kerja yang berputar pada kedudukan spindle dengan penyayatan oleh pahat yang bergerak translasi dan dihantarkan pada benda kerja. Pada mesin perkakas bubut ini terdapat beberapa macam gerakan, antara lain: 1. Gerakan berputar yaitu bentuk gerakan dari benda kerja pada kedudukan spindel. 2. Gerakan memanjang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan sejajar dengan sumbu kerja. Gerakan ini disebut juga dengan gerakan pemakanan. 3. Gerakan melintang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan tegak lurus terhadap sumbu kerja. Gerakan ini disebut dengan gerakan melintang atau pemotongan permukaan. Seperti yang ditampilkan pada gambar 2.2
Gambar 2.1 Gerakan pemakanan mesin bubut (Fretz, 1978)
6
a. Jenis-Jenis Pengerjaan Yang Dapat Dilakukan Dengan Mesin Bubut Bentuk-bentuk pekerjaan yang dapat dilakukan dalam proses membubut dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini:
Gambar 2.2 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut (Fretz, 1978)
Keterangan gambar: 1. Pembubutan Muka (Facing) yaitu proses pembubutan yang dilakukan pada muka penampangnya atau gerak transversal terhadap sumbu benda kerja, sehingga diperoleh permukaan yang halus dan rata. 2. Pembubutan tirus (Taper) yaitu proses pembubutan benda kerja berbentuk konus. Dalam pelaksanaan pembubutan tirus dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu memutar eretan atas (perletakan majemuk), pergeseran kepala lepas (tail stock), dan menggunakan perlengkapan tirus (tapper attachment). 3. Pembubutan chamfer yaitu pembubutan yang dilakukan pada sisi sisa sayatan pahat atau tepi benda kerja agar tidak tajam. Pembubutan ini dilakukan dengan menggeser tool post arah melintang dan memanjang. 4. Pembubutan cut off yaitu pembubutan yang dilakukan untuk memotong benda kerja. Pembubutan ini dapat dilakukan dengan menggeser tool post ke arah melintang dengan memakai pahat potong.
7
5. Pembubutan ulir (Threading) yaitu pembubutan yang dilakukan untuk membuat ulir pada benda kerja. Pembubutan ini dilakukan dengan menggunakan pahat ulir. 6. Pembubutan borring yaitu proses pembubutan yang bertujuan untuk memperbesar lubang dengan menggunakan pahat bubut dalam. 7. Pembubutan drilling yaitu pembubutan dengan menggunakan mata bor yang dicekam oleh drill chuck pada tailstock. Sehingga akan dihasilkan lubang pada benda kerja. Pembubutan drilling ini merupakan proses untuk membuat lubang.
Tabel 2.1 Kecepatan Potong Dan Kecepatan Pemakanan
8. Pembubutan knurling yaitu pembubutan yang dilakukan pada benda kerja untuk membuat profil pada permukaan benda kerja. Pembubutan ini menggunakan pahat khusus yaitu kartel.
8
b. Parameter-parameter Pada Permesinan Bubut
Gambar 2.3 Parameter pahat bubut (Fretz, 1978) Keterangan: Do
= Diameter awal (mm) = Diameter setelah pemakanan (mm)
L
= Panjang benda kerja (mm)
d
= Diameter pemakanan mm)
t
= Tebal pemakanan (mm)
1. Kecepatan Potong (Cutting Speed) Kecepatan potong biasanya dinyatakan dalam istilah m/menit, yaitu kecepatan dimana pahat menyayat benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu; kekerasan dari bahan yang akan dipotong dan jenis alat potong yang digunakan. Kecepatan potong harus disesuaikan dengan kecepatan putaran spindel mesin bubut. Dalam hal ini digunakan persamaan sebagai berikut (Fretz, 1978):
V
……………….................................................. (2.1)
9
Dimana V adalah kecepatan potong dalam m/min, Do adalah diameter awal benda kerja dalam mm dan N adalah kecepatan putar dalam rpm. 2. Asutan (feed) Asutan (feed) adalah pergerakan titik sayat alat potong per satuan putaran benda kerja. Dalam pembubutan, feed
dinyatakan dalam
mm/putaran. Asutan biasanya diberi symbol (Sr). 3. Jumlah langkah pemakanan Pembubutan memanjang (Fretz, 1978):
………………..................................................... (2.2)
I=
Pembubutan permukaan (Fretz, 1978):
I=
…………................................................................. (2.3)
Dimana I adalah jumlah langkah pemakanan, Do adalah diameter awal dalam mm, df adalah diameter akhir dalam mm, L adalah panjang awal dalam mm, Ɩ adalah panjang akhir dalam mm, dan t adalah kedalaman pemakanan dalam mm. 4. Waktu Pembubutan Pembubutan memanjang (Fretz, 1978):
Tm =
……………...................................................... (2.4)
Pembubutan permukaan (Fretz, 1978):
Tm =
……………...................................................... (2.5)
Dimana Tm adalah waktu permesinan dalam menit, L adalah panjang pembubutan dalam mm, r adalah jari-jari benda kerja dalam mm, i adalah jumlah langkah pemakanan, Sr adalah feed motion dalam mm/rev, n adalah kecepatan putaran dalam rpm. 5. Waktu Pengeboran
Tm =
………....................................................... (2.6)
Dimana Itotal adalah panjang pengeboran atau tebal bahan dalam mm, Sr adalah kecepatan pemakanan dalam mm/rev, d adalah diameter mata bor
10
dalam mm, n adalah kecepatan putaran dalam rpm, Tm adalah waktu permesinan dalam menit, TS adalah waktu setting dalam menit, TU adalah waktu pengukuran dalam menit dan i adalah jumlah proses pengerjaan. 2.3.2 Mesin Bor Mesin bor merupakan suatu jenis mesin dengan gerak utama berputarnya alat potong pada kedudukan spindel dengan arah pemakanan alat potong hanya pada sumbu spindel mesin tersebut (pengerjaan pelubangan). Sedangkan Pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk lingkaran pada benda kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor dan memiliki fungsi untuk membuat lubang, membuat lubang bertingkat, membesarkan lubang, chamfer. Gerakan pada pengeboran ada dua macam, yaitu: 1. Gerakan putaran, disebut gerak pemotongan dan menentukan kecepatan potongan bor. Kecepatan ini diukur dalam m/min. 2. Pemakanan ialah gerakan arah garis sumbu mata bor terhadap benda kerja dan menentukan ketebalan dari chip (beram). Pemakanan ini diukur dalam mm. 1. Jenis Mesin Bor a. Mesin bor bangku dengan kaki
Gambar 2.4 Mesin bor duduk Mesin bor duduk adalah mesin bor yang diletakkan diatas meja, dan mesin bor duduk dapat diatur kecepatan potongnya dengan cara
11
menyetting posisi
belt
pada pulley
yang berada pada sistem
transmisimesin bor duduk. Prinsip kerja mesin bor duduk adalah putaran motor listrik diteruskan ke poros mesin hingga poros berputar menggunakan transmisi pulley dan belt. Selanjutnya poros berputar yang sekaligus pemegang mata bor dapat digerakkan naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat mengatur tekanan pemakanan saat pengeboran. b. Mesin Bor Tangan
Gambar 2.5 Mesin bor tangan Sesuai dengan namanya mesin bor tangan adalah mesin bor yang pengoperasiannya dengan menggunakan tangan. Penggunaan dari mesin bor ini terutama pada benda yang telah terpasang dan sulit dijangkau pengerjaannya oleh mesin bor jenis lainnya. Cekam Bor digunakan untuk memegang pisau bor, biasanya mempunyai 2 atau 3 rahang. Ukurannya dapat ditunjukkan oleh diameter terbesar yang dapat digunakan. Pemasangan pisau bor harus dilakukan dengan benar yaitu mata bor harus dimasukkan sedalam mungkin kedalam cekam agar tidak meleset (slip) selama pengerjaan. Kemampuan sayat mata bor dipengaruhi oleh jenis bahan dan ukuran diameter serta jenis bahan yang dibor. Kemampuan ini dapat kita peroleh secara efisien dengan cara mengatur kecepatan putaran pada mesin berdasarkan hasil perhitungan jumlah putaran dalam satu menit atau revolution per minute (rpm). 2. Pengerjaan Pengeboran Macam-macam proses manufaktur yang dapat dilakukan pada mesin bor: 1. Drilling
12
Proses yang digunakan untuk membuat suatu lubang pada benda kerja yang solid. 2. Step drill Proses yang digunakan untuk pembuatan lubang dengan diameter bertingkat. 3. Reaming Reaming adalah cara akurat pengepasan dan finishing lubang yang sudah ada sebelumnya. 4. Boring Proses memperluas sebuah lubang yang sudah ada dengan satu titik pahat. Boring lebih disukai karena kita dapat memperbaiki ukuran lubang, atau keselarasan dan dapat menghasilkan lubang yang halus. 5. Counter bor Operasi ini menggunakan pilot untuk membimbing tindakan pemotongan. Digunakan untuk proses pebesaran ujung lubang yang telah dibuat dengan kedalaman tertentu, untuk mengakomodasi kepala baut. 6. Countersink (bor benam) Khusus pembesaran miring berbentuk kerucut pada akhir lubang untuk mengkomodasi skrup versink. Kerucut sudut 60° , 82° , 90° , 100° , 120° . 7. Tapping Tapping adalah proses dimana membentuk ulir dalam. Hal ini dilakukan baik oleh tangan atau oleh mesin. 3. Kecepatan potong pengeboran Kecepatan potong ditentukan dalam m/menit, secara defenitif dapat diartikan bahwa kecepatan potong adalah panjangnya bram yang terpotong per satuan waktu. Berikut ini adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan pemakanan untuk bahan mata bor yang digunakan HSS dan material yang dikerjakan adalah baja lunak.
13
2.3.3 Mesin Las Pengelasan (welding) adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang berkelanjutan. Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam konstruksi sangat luas, meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa saluran dan sebagainya. Disamping untuk pembuatan, proses las dapat juga digunakan untuk proses reparasi. Misalnya untuk mengisi lubang lubang pada pengecoran, membuat lapisan pada perkakas mempertebal bagian-bagian yang sudah aus, dan macam-macam reparasi lainnya. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis. Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas. Cara yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik dialirkan, elektroda disentuhkan kebenda kerja dan kemudian ditarik kebelakang sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat mencairkan logam.Prinsip kerja las listrik dapat dilihat pada gambar 2.7 ini.
Gambar 2.6 Prinsip kerja las listrik (Smith, 1992)
14
1. Jenis-jenis sambungan las Jenis – jenis sambungan las antara lain seperti pada gambar 2.8 dibawah ini:
Gambar 2.7 Jenis sambungan las (Khurmi dan Gupta, 2002).
2.
Memilih besar arus listrik Proses perakitan antar bagian rangka dilakukan menggunakan mesin las AC dengan elektroda kode AWS E6013. AWS
: American Welding Society
E
: Menunjukan elektroda las
60
: Kekuatan tarik bahan elektroda sebesar 60000 lb/inch2
1
: Baik untuk pengelasan segala posisi
3
: Jenis flux memakai titanium, menggunakan arus AC dan DC Besar arus las ini disesuaikan dengan tebal bahan yang akan
disambung, diameter elektroda yang digunakan serta kondisi dari mesin
15
las yang digunakan. Semua proses perakitan rangka dilakukan dengan posisi benda di bawah tangan (down hand).
Tabel 2.2 Besar Arus Dalam Ampere dan Diameter
2.4 Proses Perakitan (Assembling) Proses
perakitan
merupakan
proses
pengabungan
penyambungan
komponen-komponen produk/bagian mesin. Proses assembling biasa dilakukan dengan
cara
pengencangan
mekanis
(mechanical
fastening)
seperti
penyambungan baut dan rivet, proses penyolderan, pengelasan, sambungan tekan (press fitting), penyambungan susut (shrink fitting), dan dengan cara pengeleman (adessive bonding).
2.5 Proses Finishing Proses pengerjaan akhir (finishing process) Profes finishing dilakukan untuk tujuan pembersihan (cleaning), penghilangan bagian atau sudut-sudut yang tajam (deburing), dan untuk melindungi atau menghiasi permukaan produk supaya lebih menarik. Diantara proses finishing yang biasa dilakukan adalah proses cleaning, deburing, painting, plating, buffing, galvanizing, dan anodizing. Proses cleaning dilakukan untuk membersihkan kotoran berupa, debu, oli atau grease dan kerak yang merupakan sisa dari proses manufacture ataupun terjadi pada saat handling. Proses buffing mirip dengan proses pemolesan dimana permukaan.
16
2.6 Analisa Biaya Biaya harga pokok produksi adalah seluruh biaya yang digunakan untuk proses produksi. HPP = BBB+ BTK + BOP………… ………………………..( 2.7) Dimana: HPP = Biaya Pokok Produksi BBB = Biaya Bahan Baku BTK = Biaya Tenaga Kerja BOP = Biaya operasional Produksi
Jadi untuk menentukan harga jual Rotary Welding Machine adalah dengan menggunakan rumus dibawah ini Harga jual
= HPP + Laba……………………… …………………..(2.8)
Laba
= ( % x HPP / Biaya Total) ………… ………………….(2.9) Didalam dunia industry manufactur terdapat daftar kebutuhan
yang harus dipenuhi untuk melakukan proses produksi yang dinamakan bill of materials. Bill of materials merupakan daftar komponen atau barang untuk kebutuhan proses atau manufactur untuk memenuhi kebutuhan perusahaan, daftar barang tersebut dapat disesuaikan dengan jumlah kebutuhan produksi yang akan dibutuhkan untuk menghasilkan barang jadi atau setengah jadi sesuai sesuai dari kebutuhan masing-masing perusahaan. Bill of materials tidak hanya berfungsi sebagai daftar order barang saja melainkan juga diperlukan untuk menentukan harga jual produk yang akan dijual. Selain itu juga, dapat digunakan untuk standar proses kerja (SOP) dalam pembuatan komponen. Disamping fungsinya sangat vital, bill of materials harus dikendalikan dengan baik, seandainya terjadi kesalahan kecil seperti salah memasukan jumlah pemakaian akan berakibat fatal (akan kekurangan barang dan tidak bisa produksi atau kelebihan barang akan mengakibatkan memakan tempat yang tidak semestinya dan lain-lain
