TUGAS AKHIR RM 1562
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PRESS TOOL UNTUK PRODUK METAL GASKET YAMAHA NOUVO HENDRA KURNIAWAN R NRP. 2100. 109. 024 Dosen Pembimbing Ir. Sampurno, MT. JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2007
i
FINAL PROJECT RM 1562
PLANNING AND MAKING PRESS TOOLS FOR METAL PRODUCT GASKET OF YAMAHA NOUVO HENDRA KURNIAWAN R NRP. 2100. 109. 024 Adviser Lecturer Ir. Sampurno, MT. DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING Faculty of Industrial Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2007
i
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PRESS TOOLS UNTUK PRODUK METAL GASKET YAMAHA NOUVO TUGAS AKHIR
Oleh :
HENDRA KURNIAWAN R NRP. 2100. 109. 024 Surabaya, Februari 2007 Mengetahui/Menyetujui Pembimbing
Ir. SAMPURNO, MT NIP. 131. 843. 902
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PRESS TOOLS UNTUK PRODUK METAL GASKET YAMAHA NOUVO
PLANNING AND MAKING PRESS TOOLS FOR METAL PRODUCT GASKET OF YAMAHA NOUVO FINAL PROJECT
By
HENDRA KURNIAWAN R NRP. 2100. 109. 024 Surabaya, February 2007 Knowing/Aggreeing Adviser Lecturer
Ir. SAMPURNO, MT. NIP. 131. 843. 902
PLANNING AND MAKING PRESS TOOLS FOR METAL PRODUCT GASKET OF YAMAHA NOUVO
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PRESS TOOLS UNTUK PRODUK METAL GASKET YAMAHA NOUVO Nama Mahasiswa Nrp Jurusan Dosen Pembimbing
: HENDRA KURNIAWAN R : 2100. 109. 024 : Teknik Mesin FTI - ITS : Ir. SAMPURNO, MT.
ABSTRAK Pada setiap mesin kendaraan bermotor pasti ada yang namanya rongga atau celah yang terdapat diantara dua permuakaan bagian mesin. Untuk mengatasi agar tidak terdapat celah, maka dibuatlah Gasket yang disini berfungsi sebagai penutup rongga atau celah antara dua permukaan bagian mesin. Pembuatannya menggunakan mesin press dengan Punch & Dies atau Matres. Ada beberapa tipe dies dengan kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Pemilihannya didasarkan pada bentuk dari produk yang akan dibuat. Dalam pembuatan gasket silinder head Yamaha Nouvo proses yang digunakan adalah blanking, pierching dan embossing. Pemilihan Dies akan didasarkan pada kepraktisan proses pembuatan produknya, serta relative lebih murahnya biaya pembuatan dies. Dalam proses pembuatan produk ini akan menggunakan satu stasiun dan hanya dengan satu proses, sehingga dapat banyak menghemat waktu dan biaya. Untuk perencanaan dan pembuatan Dies ini proses pengerjaannya meliputi pengaturan geometri dan strip lay-out, mengetahui kapasitas mesin press, besar gaya pemotongan, clearance, dimensi punch, dimensi dies dan alat penunjang yang digunakan. Material gasket adalah plat paduan aluminium dengan tebal 0.4 mm. Kapasitas mesin yang digunakan adalah 16 ton dengan panjang stroke 170 mm. Gaya total prosesnya untuk proses blanking adalah 6,103 Ton, untuk proses piercing adalah 7,773, untuk proses embossing adalah 2,049 Ton, dan untuk urethan adalah 0,00132 ton. Material produk yang digunakan adalah plat paduan aluminium 0,4 mm.
Kata Kunci :Compound Dies, Piercing, Blanking, Embossing, Clearance.
PLANNING AND MAKING PRESS TOOLS FOR METAL PRODUCT GASKET OF YAMAHA NOUVO Name of Student Nrp . Majors Adviser Lecturer
: HENDRA KURNIAWAN R : 2100. 109. 024 : Mechanical Engineering FTI-ITS : Ir. SAMPURNO, MT.
In every motor vehicle machine there is cavity or gap which is there are among two surface part of machine. To overcome in order not to there are not gap, hence made a Gasket which here function as cavity cover or interpose between two surface part of machine. Its making use the machine press by Punch & Dies Or Matres. There are some Dies type with the excess and its insuffiency each. Its election relied on to form of the product to be made. In making of gasket cylinder head Yamaha Nouvo process used by blanking, pierching and embossing. Dies Election will be relied on practical process of its product, and also cheaper cost. In course of this product making will use one station and only with one process, so that earn a lot of economizing time and expense. For the planning of this Dies making and process its workmanship cover the arrangement of geometry and strip layout, knowing capacities of machine press, big of shearing force, clearance, punch dimension, Dies dimension and used supporter appliance. The material of Gasket is aluminium alloy thickly 0.4 mm. process to process the blanking is 6,103 Ton, to process the piercing is 7,773, to process the embossing is 2,049 Ton, and for the urethan of is 0,00132 ton. Product material used is plate of aluminium alloy 0,4 mm. Keyword : Dies Compound, Piercing, Blanking, Embossing, Clearance
KATA PENGANTAR ALHAMDULILLAH segala puji dan syukur serta sembah syukurku kehadirat ALLAH SWT. atas limpahan Rahmat, Hidayah, Ridho dan Kasih Sayang-Nya serta Shalawat dan Salam Kepada Junjungan Kita Nabi Besar Nabi Muhammad SAW. yang telah menunjukkan penulis dan kita semua jalan yang lurus, sehingga terselesaikannya tugas akhir dengan judul : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PRESS TOOLS UNTUK PRODUK METAL GASKET YAMAHA NOUVO Sampai terselesaikannya tugas akhir ini, penulis telah banyak memperoleh bantuan dari berbagai pihak, baik langsung maupun tidak langsung. Untuk kesekian kalinya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua Orang Tuaku, Bpk Drs. Agus Effendy, MSi dan ibu Dra. Nur Istiklaliyah serta Adik-adikku tercinta Nia & Ied, Astri, Falan, Nur, Ine, Imam, Yoyok yang tak lelah untuk memberikan dorongan maupun doa restu secara moril maupun materil. 2. Om Herman ama de Luluk, yang gak bosen2 ngasih semangat supaya cepet lulus. Indra, Cicik, Prima, thank’s telah membantu tugas akhir ini cepat selesai. ”Go Diamond” 3. DR. Ing. Herman Sasongko selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya. 4. Ir. Sampurno, MT. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir penulis, atas segala kerja sama, bimbingan, nasehat, bantuan dan kesabaranya selama ini. 5. Ir. Bambang Adhi Masono, selaku Kasie Tugas Akhir dan sekaligus dosen penguji dalam Tugas Akhir ini. 6. Dr.Ing.Ir. Suhardjono, MSc. Selaku dosen wali dan sekaligus dosen penguji pada tugas akhir ini.
ii
7. Ir. Hari Subiyanto, MT selaku dosen penguji Tugas Akhir ini dan atas masukan-masukan untuk kesuksesan tugas akhir ini.. 8. Seluruh Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya atas segala nasehat, bimbingan dan kewajibannya selama ini hingga menghantarkan penulis menyelesaikan studi S1 di Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya. 9. PT Indotama Megah Indah Rubber, Bpk Ajie, dan Bpk Agus, yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Kerja Praktek, yang cukup menyita waktu kelulusan. 10. Ardian Adhie P, Teman seperjuangan dalam pengerjaan Tugas akhir ini, sekaligus sahabat yang bisa diandalkan. Sorry banget klo sering ngerepoti !!! Go ”Diamond” 11. DWI’02, yang telah Banyak membantu dengan data-data yang diperlukan untuk kesuksesan tugas akhir ini. 12. Sobat-sobatku di Kontrakan Marina, yang telah banyak membantu melatih mental menghadapi orang2 yang gak punya hati!!!!!! Antara lain : Tetua Yunarto ”Dono”, yang selalu konyol dengan istilah ”STMJ”nya. Junaidi A ”Jundi” & lely ”bu Dokter” Thank’s atas komputernya. Wawan ”Etam” moga2 Tianya tercapai & Sorry klo suka ngotori kontrakan. ”Jumbie” yang selalu sibuk sms an ama ”narsode2”. Gondhol ”Pak Kos”& Yani, moga2 tetep langgeng dan tetep ama kelebihannya. Farid ”kebo” ojo sing aneh2. ”Gondo”, kapan kita bisa Ngejam lagi ?, ”Badak” suwun yoo ngger. Ardi ”Emprit” semangat2 !!!! ”Gepenk”, Onde, Yasin, Arsad, Arab, David, seluruh teman2 M-44. 13. M-43, thank’s buat ”Dadang” yang banyak bantu belajar Uji Tarik. Rindra ”Bowet” Ayo jack cepat lulus. ”Idrus” Thank’s sudah ngasih tau cara mancing yang bener. Hananto ”Inoy” moga2 cepet lulus aja, salam buat inul. Wahyu ”Wahjoe” moga2 tambah gemuk. Budi,
iii
14. sahabat2 dirumah, Djoko, Mubes, Heri, B.O, Nguyen, PunkQ, Bendot, semua temen2 cangkruan yang lupa kesebut Thank’s Buanget. 15. Dan semua pihak yang telah mendukung dan tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari dalam tugas akhir ini masih kurang sempurna, untuk itu kesediaan saran dan kritik bagi seluruh pihak untuk menjadikan tugas akhir ini menuju sempurna. Dan semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi siapa saja, Amin… ” Ya ALLAH SWT. Aku Mengasihi-Mu Karena Kamu Sumber Kekuatan Dan Aku Akan Selalu Aman di Dalam Lindungan-Mu Ya ALLAH SWT. ” Surabaya, Februari 2007
Penulis
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK
i
KATA PENGANTAR
ii
DAFTAR ISI
v
DAFTAR GRAFIK
ix
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR NOTASI
xii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Perumusan Masalah 1.3. Tujuan Perencanaan 1.4. Manfaat Perencanaan 1.5. Batasan Masalah 1.6. Metodologi
1 2 6 6 6 7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Proses Pengerjaan Dingin 9 2.1.1. Definisi 9 2.1.2. Sifat logam Pada Pengerjaan Dingin 10
v
2.2. Pengujian Kekuatan Tarik 2.2.1. Penyederhanaan Kurva Tegangan-Regangan 2.3. Tegangan Alir 2.4. Kriteria Luluh 2.4.1. Kriteria Tresca 2.4.2. Kriteria Von Mises 2.5. Perkakas Tekan 2.5.1. Jenis-Jenis Perkakas Tekan 2.5.1.1 Blanking tool 2.5.1.2. Progressive Tools 2.5.1.3. Compound Tools 2.5.1.4. Group Tools 2.5.2. Bagian-Bagian Perkakas Tekan 2.6. Faktor-Faktor Yang Berpengaruh Pada Proses Pemotongan 2.6.1. Tahapan Perubahan Bentuk Pelat Logam 2.7. Blanking Dan Piercing 2.8. Gaya Horisontal Pada Cutting 2.19. Trimming 2.10. Punch Dan Die Clearance 2.10.1. Penggunaan Clearance 2.10.2. Clearance Pada Blanking/Piercing 2.10.3. Angular Clearance 2.11. Strip Layout 2.12. Pelepasan dari Punch 2.13. Gaya Pemotongan 2.13.1. Faktor Bending 2.13.2. Spring Back 2.13.2. Embossing 2.14.3. Gaya Pada Proses Embossing 2.14 Radius Punch dan Dies 2.15. Perencanaan Bagian2 Pekakas Tekan
vi
10 14 14 16 16 16 17 17 17 19 20 20 22 30 30 33 33 34 34 35 35 39 39 41 42 43 44 46 48 49 50
2.15.1. 2.15.2. 2.15.3. 2.15.4. 2.15.5.
Desain Punch Desain Die Perencanaan Lower Shoe Desain Pillar Desain Stripper
50 53 58 59 59
BAB III. PENGUJIAN TARIK 3.1. Pengujian Kekuatan Material 3.2. Material Uji Tarik 3.3. Uji Tarik Material 3.4. Persamaan Tegangan Alir
61 51 51 69
BAB IV. TAHAPAN PROSES 4.1. Tinjauan Produk 4.1.1. Bahan Produk 4.1.2. Manfaat Produk 4.1.3. Bentuk Dan Dimensi Produk 4.2. Tahapan Proses 4.2.1. Urutan Proses pembuatan Produk
71 71 71 72 74 74
BAB V. PERENCANAAN PERHITUNGAN 5.1. Strip Lay-Out 81 5.1.1. Menentukan Jarak Kritis Tepi ( H ) Dan Jarak Antara Blank ( G ) 82 5.1.2. Lebar Strip Layout ( L ) 83 5.1.3. Utilitas 85 5.2. Perhitungan Gaya-Gaya Dan Clearance 86 5.2.1. Keliling Pemotongan Dan Pembentukan 86 5.2.2. Gaya Pemotongan 88 5.2.3. Gaya Shearing pada Blanking 88 5.2.4. Gaya Shearing pada Piercing 88 5.2.5 Gaya pada Urethan 90 5.2.6. Analisa Perhitungan Gaya Prencanaan Proses Tahap II 91
vii
5.2.7. Gaya Pembentukan Pada Proses Embossing 5.2.8. Spring Back 5.3. Perencanaan Dimensi Press Tools 5.3.1. Clearence antara punch dan die 5.3.2. Perencanaan Die 5.3.3. Perencanaan Punch 5.3.4. Radius Die Dan Punch Embossing 5.3.5. Perencanaan Stripper 5.3.6. Perencanaan Punch Holder 5.3.7. Perencanaan Lower Plate 5.3.8. Perencanaan Upper Plate 5.3.9. Baut 5.3.11 Perencanaan Shank BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan 6.2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii
91 100 101 101 102 107 110 111 113 114 116 117 117
119 119
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1 Gambar 2. 1 Gambar 2. 2 Gambar 2. 3 Gambar 2. 4 Gambar 2. 5 Gambar 2. 6 Gambar 2. 7 Gambar 2. 8 Gambar 2. 9 Gambar 2. 10 Gambar 2. 11 Gambar 2. 12 Gambar 2. 13 Gambar 3. 1 Gambar 3. 2 Gambar 4. 1 Gambar 4. 2 Gambar 4. 3 Gambar 4. 4 Gambar 4. 5 Gambar 5. 1 Gambar 5. 2 Gambar 5. 3 Gambar 5. 5
Gambar 5. 6 Gambar 5. 7
Produk Metal Gasket Suzuki Smash Press Tool Blanking Piercing Clerance Pada Blanking Clearance Pada Pierching Penerapan Pada Die Penerapan Pada Punch Macam – Macam Strip Lay – Out Kondisi Bending pada radius Die Spring Back pada Bending Proses Embossing Penampang Embossing Jarak Tepi Kritis Material Hasil Uji Tarik Pengambilan Spesimen Dimensi Produk Dimensi Produk Urutan Proses Pembuatan Produk Komponen Matras Press Tool Press Tool Yamaha Nouvo Strip Lay-Out Perhitungan Strip Lay-Out Gambar keliling produk Gambar Permukaan Emboosing Dan Distribusi Gaya Pada Proses Embossing Jarak Kritis Dimensi lower Plate
xi
3 22 33 33 35 35 37 37 40 43 45 47 48 55 61 62 72 72 75 78 79 82 84 86
92 105 114
DAFTAR TABEL Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel
2.1 2.2 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3.1 3.2 3.3 3.4 5. 1
Tabel 5. 2 Tabel 5. 3 Tabel 5. 4
Ukuran Baut 29 Jumlah Baut 29 Jarak Tepi Kritis 41 Tebal Die Berdasarkan Tebal Plat 56 Tebal Die berdasarkan keliling pemotongan 56 Faktor Ekspansi 57 Impact Pressure 57 Data Uji Tarik Material 62 Data Gaya-Perpanjangan ∆ L 63 Data Tegangan-Regangan Teknik 65 Data Tegangan-Regangan Sebenarnya 67 Jarak Kritis Tepi ( H ) Dan Jarak Antara Blank ( G ) 83 Ketebalan Die Per-Ton Tekanan ( Wilson, 1964 ) 103 Faktor Untuk Panjang Pemotongan Melebihi 2 inci ( Wilson, 1964 ) 104 Luas kritis Minimum vs Tekanan Impact ( Wilson ) 105
x
DAFTAR NOTASI
t P A0 t l l0 E
u
= = = = = = = =
Tegangan Teknik ( N/mm2 ) Beban ( N ) Luas Penampang awal ( mm2 ) Regangan Teknik ( % ) Perpanjangan ( mm ) Panjang Awal ( mm ) Modulus Elastisitas Tegangan maksimum ( kg/mm2 )
P maks
=
Beban maksimum ( kg )
A1
= =
Reduksi Penampang Luas Penampang Setelah Pengujian
lo
=
Panjang Awal Spesimen ( mm )
l1
=
Panjang Setelah Pengujian ( mm )
maks
=
Perpanjangan Relatif Maksimum
p
=
Tegangan Alir Parabolis
K
=
Koefisien Kekuatan
n
=
Eksponen Pengerasan Regang
k N
= = =
Koefisien Tegangan Exponen Pengerasan Regang Besarnya Tegangan Lulur
co
=
Tegangan kompresi ( kg/mm2 )
su
=
Ultimate shear strength stock strip ( kg/mm2 )
t
=
Tebal stock strip ( mm )
Im
=
Momen Inersia penampang punch
xii
Ks
=
Faktor keamanan = 2 – 3 ( untuk baja yang dikeraskan )
H a,b Pp
= = =
ijin
=
F A
= =
Ketebalan Die ( mm ) Panjang Dan Lebar Die ( mm ) Gaya Yang Diberikan oleh punch ( kg ) Tegangan Ijin Material Die kg/mm2 ) Gaya Tekan ( kg/mm2 ) Jarak Kritis ( mm )
Ps
=
Gaya stripper ( lb )
L
=
Keliling penekanan stripper ( inch )
h
=
Ketebalan stripper ( mm )
Q
=
Gaya persatuan luas daerah stripper ( kg/mm2 )
=
Defleksi yang diijinkan( mm )
D d1 rd q
= = = =
Diameter blank ( mm ) Diameter tube Radius die ( mm ) Lowest blank holding pressure
dd C N Ssyp C Ab
= = = = = =
Diamater die bagian dalam , mm Indeks Pegas Safeti Faktor Shear yield strength ( kg/mm 2 ) Besar Clearance Per Sisi. Luasan produk
Am
=
Luasan stock material
PU ku
= =
Pressure bending U ( kg ) Die opening factor, 0.4 to 1.0
xiii
RE RD P pad W def
= = = = =
Radius, die edge ( mm ) Radius, bottom of U channel ( mm ) Pressure of spring loaded support ( kg ) Width of the bent up portion ( mm ) Efisiensi deformasi
xiv
DAFTAR GRAFIK
Gambar 2.11 Grafik Sring back Gambar 3.3 Grafik Gaya-Perpanjangan Gambar 3.4 Grafik Tegangan-Regangan Teknik Gambar 3.5 Grafik-Tegangan-Regangan Sebenarnya Gambar 3.6 Grafik LOG Tegangan-Regangan Sebenarnya Gambar 3.7 Grafik Gabungan Antara LOG Tegangan Regangan Sebenarnya Dan Tren Regresi Polinomial Gambar 5.6 Grafik spring back
ix
48 64 66 68 69
70 100
