TUGAS AKHIR MODIFIKASI PROSES PEMBUATAN SIDE PLATE RADIATOR Diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh :
FX.WINARNO 4130412-011
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN JAKARTA
2007
I
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR Makalah berjudul :
MODIFIKASI PROSES PEMBUATAN SIDE PLATE RADIATOR Dibuat oleh :
Nama Lengkap
: FX.WINARNO
Nomor Mahasiswa
: 4130412-011
Sebagai tugas dari mata kuliah “Skripsi/Tugas Akhir” serta untuk melengkapi persyaratan pendaftaran Skripsi/Tugas Akhir sesuai dengan kurikulum di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercubuana.
Makalah ini telah diperiksa keabsahannya dan telah disetujui Pembimbing, sehingga DAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAM SKRIPSI/TUGAS AKHIR.
Jakarta, 1 Mei 2007 Mengesahkan : Ketua Jurusan
Ir. Rully Nutranta, M.Eng
III
ABSTRAK Penulisan Skripsi ini adalah membahas tentang modifikasi sebuah proses pembuatan Side plate Radiator yang dilatar belakangi oleh proses produksi yang sekarang berjalan masih terlalu konvensional sehingga output produksi yang dihasilkan rendah. Dalam perancangan pembuatan Dies ini juga disertakan perhitungan bentangan material,Gaya parting dan kapasitas mesin yang digunakan. Dengan perhitungan-perhitungan tersebut dihasilkan Dies yang baik karena dalam perancanganya berdasarkan oleh data-data yang akurat. Tujuan dari modifikasi proses pembuatan side plate Radiator ini adalah untuk meningkatkan output produksi, disamping juga penghematan penghematan dari segi biaya,jumlah proses maupun jumlah operator sehingga proses produksi lebih efisien dan praktis. Dengan adanya modifikasi proses ini telah dihasilkan perubahan jumlah proses yaitu dari 6 proses menjadi 4 proses yang tentunya berpengaruh terhadap peningkatan kapasitas produksi .Dengan adanya modifikasi proses ini diharapkan proses-proses yang sekarang masih berjalan secara konvensional dan jumlah proses yang masih banyak diharapkan untuk bisa dirubah menjadi lebih ringkas jika itu memungkinkan untuk dilakukan. Berdasarkan hasil trial yang telah dilakukan maka dengan modifikasi proses ini dapat dihasilkan peningkatan kapasitas produksi yaitu sebesar 57,8 %,Jumlah proses dari 6 menjadi 4 dan jumlah operator dari 6 menjadi 3.
V
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul Dalam ……………………………………………………….....
I
Halaman Persetujuan…………………………………………………………...
II
Halaman Pengesahan……….…………………………………………………..
III
Pernyataan Keaslian Isi Sekripsi……………………………………………….
IV
Abstrak ………………………………………………………………………... ..
V
Kata Pengantar ………………………………………………………………....
VI
Daftar Isi ………………………………………………………………………...
VII
Daftar Gambar…………………………………………………………………..
IX
Daftar Tabel …………………………………………………………………... .
XI
Daftar Lampiran ………………………………………………………………....
XII
Numenklatur.................................................................................................
XIII
Bab I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang …………………………………………………………
1
1.2 Permasalahan ………………………………………………………….
2
1.3 Tujuan Penelitian……………………………………………………….
3
1.4 Batasan Masalah ……………………………………………………...
3
1.5 Sistematika Penulisan…………………………………………………
3
Bab 2 LANDASAN TEORI 2.1 Product Knowledge Radiator…………………………………………
5
2.1.1 Pengertian dan Fungsi Radiator……………………………
5
2.1.2 Bagian-bagian Radiator…………………………………….
7
2.1.3 Komponen Radiator…………………………………………
8
2.1.4 Material dan komponen Radiator…………………………..
11
2.1.5 Proses pembuatan Radiator……………………..…………
12
2.2 Teori Metal Forming…………………………………………………….
28
2.2.1 Teori Pemotongan Plate……………………………………..
28
2.2.2 Analisa Pemotongan…………………………………………
28
2.2.3 Clearence……………………………………………………..
29
2.2.4 Prinsip Pemotongan………………………………………...
31
2.2.5 Jenis-jenis Pemotongan…………………………………….
34 VII
2.2.6 Jenis-jenis Pembentukan……………………………………
36
2.2.7 Bagian-bagian Utama Press Tool…………………………
38
2.3 Teori Bending Profile dan Sheet Metal……………………………...
41
Bab 3 PERANCANGAN DIES DENGAN DESAIGN BARU 3.1 Pendahuluan…………………………………………………………..
44
3.2 Perancangan Dies Side Plate………………………………………..
45
3.2.1 Langkah-langkah Merancang Press Tool………………
46
3.2.2 Perhitungan Pembuatan Dies……………………………
48
Bab 4 HASIL DAN ANALISA 4.1 Pendahuluan………………………………………………………….
57
4.2 Proses Assembling…………………………………………………..
57
4.3 Proses Trial…………………………………………. ……………….
59
4.4 Hasil Dan Analisa .........................................................................
61
Bab 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan……………………………………………………………..
62
5.2 Saran……………………………………………………………………
64
5.3 Daftar Pustaka…………………………………………………………
65
5.4 Lampiran………………………………………………………………..
66
VIII
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Simulasi Pemasangan Radiator pada Mesin…………………
5
Gambar 2.2
Radiator Down Flow Type………………………………………
6
Gambar 2.3
Radiator Cross Flow type……………………………………….
6
Gambar 2.4
Cooling Fin……………………………………………………….
9
Gambar 2.5
Water Tube………………………………………………………
13
Gambar 2.6
Tube Expand…………………………………………………….
14
Gambar 2.7
Posisi p[elaetakan Core Pada Conveyor…………………….
16
Gambar 2.8
Pemberian Flux…………………………………………………
17
Gambar 2.9
Soldering…………………………………………………………
18
Gambar 2.10
Rel Air Blow……………………………………………………..
18
Gambar 2.11
Assy Water Tube dan End Plate………………………………
19
Gambar 2.12
Pemberian Flux Pada tanki……………………………………
20
Gambar 2.13
Pemasangan Timah……………………………………………
21
Gambar 2.14
Jarak Pemasangan timah……………………………………..
21
Gambar 2.15
Tank Soldering………………………………………………….
22
Gambar 2.16
Jarak Nozle dengan End plate………………………………..
23
Gambar 2.17
Analisa Pemotongan……………………………………………
29
Gambar 2.18
Langkah Pemotongan………………………………………….
30
Gambar 2.19
Prinsip pemotongan…………………………………………….
31
Gambar 2.20
Prinsip Pemotongan……………………………………………
32
Gambar 2.21
Prinsip pemotongan……………………………………………
32
Gambar 2.22
Blanking…………………………………………………………
34
Gambar 2.23
Piercing…………………………………………………………
34
Gambar 2.24
Notching………………………………………………………..
35
Gambar 2.25
Cropping……………………………………………………….
35
Gambar 2.26
Parting………………………………………………………….
35
Gambar 2.27
Lanzing…………………………………………………………
36
Gambar 2.28
Triming…………………………………………………………
36
Gambar 2.29
Bending………………………………………………………..
37
Gambar 2.30
Embosing………………………………………………………
37
IX
Gambar 2.31
Deep Drawing…………………………………………………..
37
Gambar 2.32
Forming………………………………………………………….
38
Gambar 2.33
Dies Assy……………………………………………………….
38
Gambar 2.34
Hasil Bending……………………………………………………
41
Gambar 2.35
Bending Bebas………………………………………………….
42
Gambar 2.36
Bending Die……………………………………………………..
42
Gambar 2.37
Hasil Bending……………………………………………………
42
Gambar 2.38
Hasil Bending dengan Lubnag………………………………..
43
Gambar 3.1
Side Plate………………………………………………………..
48
Gambar 3.2
Bending Side Plate……………………………………………..
49
Gambar 3.3
Bending Plate……………………………………………………
49
Gambar 3.4
Closed Bending…………………………………………………
50
Gambar 3.5
Bentangan Panjang Forming………………………………….
51
Gambar 3.6
Waste Terbuang…………………………………………………
52
Gambar 3.7
Punch……………………………………………………………..
56
Gambar 3.8
Die…………………………………………………………………
56
Gambar 5.1
Dies Baru…………………………………………………………
63
Gambar 5.2
Dies Lama……………………………………………………….
63
X
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 5.1
Perbandingan Proses………………………………………….
62
Tabel 5.2
Perbandingan Biaya……………………………………………
64
Tabel 5.3
Perbandingan Proses Total……………………………………
65
XI
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Gambar Side Plate
Lampiran 2
Gambar Assy Dies
Lampiran 3
Gambar Punch
Lampiran 4
Gambar Punch Holder
Lampiran 5
Gambar Die Plate
Lampiran 6
Gambar Spacer Die
Lampiran 7
Gambar Striper Plate
Lampiran 8
Gambar Stoper plate
Lampiran 9
Gambar Stoper plate
Lampiran 10
Gambar Stoper plate
Lampiran 11
Gambar Guide Lifter dan Lifter Pin
Lampiran 12
Tabel Material Baja
Lampiran 13
Tabel Hook
Lampiran 14
Tabel hardening dan Tampering
Lampiran 15
Tabel komponen Standart
Lampiran 16
Inspection Certificate Standart
Lampiran 17
Flow Process Chart Side plate
Lampiran 18
Data Pengukuran Part / Komponen
Lampiran 19
Proposal Tugas Akhir
Lampiran 20
Kartu Asistensi
XII
XIII
NUMENKLATUR Simbol
Keterangan
Satuan
L
Lebar Bentangan
mm
αB
Sudut Pembendingan
°
Ri
Radius Bending
mm
S
Tebal Bahan
mm
V
Factor Koreksi
-
X
Jarak Radius dalam
mm
dengan Sumbu lb
Jarak Radius Bending
mm
pada Sumbu F
Gaya Parting
N
ȚB
Tegangan Tarik
N/mm²
αB
Tegangan Geser
N/mm²
Fs
Gaya Striper
N
C
Konstanta Pegas
-
f
Defleksi Pegas
mm
n
Jumlah Pegas
pcs
A
Luas
mm²
XIII
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
LATAR BELAKANG Dunia
industri
semakin
bergerak
maju
sejalan
dengan
perkembangan dunia global.Dengan terus berkembangnya industri dunia,industri
nasional
juga
perkembangan,walaupun
mau
tak
kenyataanya
mau
harus
mengikuti
perkembangan
industri
nasional masih jauh tertinggal dibanding Negara-negara didunia.Salah satu ketertinggalan kita adalah industri pengerjaan plate (Stamping Knowledge).Bisa kita amati barang-barang keperluan kita sehari-hari tidak
jauh
dari
proses
pengerjaan
plate
ini
,mulai
dari:
computer,peralatan masak,mesin tik dll.Demikian juga dengan dunia automotive,hampir
sebagian
besar
yang
parts
ada
masih
menggunakan proses stamping plate. Salah satu komponen automotive yang tidak jauh dari proses stamping plate adalah pembuatan radiator.Radiator yang merupakan komponen vital dalam industri automotive hampir 80% proses yang dipakai adalah stamping plate.Salah satu contoh kecil dari komponen radiator yang menggunakan proses stamping plate adalah proses pembuatan
side
plate
radiator.Untuk
itu
penulis
berusaha
menyampaikan sebuah penelitian untuk mempermudah proses dalam pembuatan side plate radiator pada PT.”A” Proses yang sekarang berjalan masih terlalu membutuhkan jumlah proses dan operator yang banyak, sehingga tidak efektif karena terlalu banyak biaya yang terbuang
dan
kapasitas
produksi
yang
masih
rendah.Dalam
rancanganya penulis ingin agar jumlah proses yang sekarang, bisa dimodifikasi sehingga proses yang dibutuhkan hanya sedikit dan tidak tergantung pada operator tetapi tetap dengan mutu dan kualitas yang tinggi.
1
1.2.
PERMASALAHAN Walaupun selama ini proses produksi pembuatan side plate dapat terus berjalan, penulis melihat ada hal-hal yang perlu disampaikan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Selama ini untuk membuat komponen side plate dibutuhkan waktu yang lama karena menggunakan 5 proses dengan jumlah 5 operator.Dengan proses yang berjalan ini,penulis berusaha untuk memodifikasi proses menjadi lebih
sedikit
sehingga
dihasilkan
out
put
produksi
yang
meningkat.Dalam modifikasi proses ini meliputi modifikasi dies dan modifikasi mesin.Flow Process yang masih berjalan dalam pembuatan side plate radiator sekarang mempunyai beberapa kendala yaitu side plate yang ada banyak type-nya(panjang dan lebar berbeda-beda) jadi diperlukan dies yang memungkinkan untuk bisa dipakai dalam banyak type.Dari hasil analisa dilapangan kekurangan yang ada pada proses produksi sekarang adalah bahwa proses yang ada masih manual
sehingga
ketrampilan
operator
lebih
dominan
dalam
menentukan hasil produksi.Maka dengan modifikasi proses ini sangat tepat karena nantinya dapat mengurangi ketergantungan terhadap operator karena proses yang ada sudah lebih otomatis sehingga hasil produksi lebih ditentukan oleh kecepatan mesin.Dengan proses yang baru ini diharapkan dapat untuk mengatasi kendala-kendala yang ada sekarang, dengan modifikasi proses ini juga terjadi penghematan baik dari segi jumlah proses maupun jumlah operator yaitu dari 6 proses menjadi 4 proses dan 6 operator menjadi 3 operator.
2
1.3.
TUJUAN PENELITIAN Membuat modifikasi proses yang lebih ringkas untuk pembuatan side plate yang meliputi modifikasi dies dan mesin,dalam hal ini diberikan perbandingan yang meliputi : 1.
Dasar-dasar punch tool yang mengarah pada pendesainan sebuah dies
2.
Pendesainan dies yang meliputi perhitungan – perhitungan dalam suatu dies.
3.
Perbandingan proses yang lama dengan yang baru dengan: 3.1 Perbandingan kapasitas dan cost process 3.2 Perbandingan kualitas hasil yang dicapai
1.4
BATASAN MASALAH Dalam penulisan tugas akhir ini masalah dibatasi pada desain dies Parting side plate dengan perbandingan rancangan dies yang lama,
dimana
dijabarkan
mengenai
perhitungan
bentangan,
perhitungan teoritisnya, dan proses pembuatannya.Modifikasi mesin juga
hanya
dalam
penambahan
suatu
alat
yang
menunjang
pengoperasian dari modifikasi dies tanpa ada perhitungan dari alat tersebut. Pemilihan material tidak dibahas dalam Tugas Akhir ini, material yang dipakai memakai standar umum yang ada di pasaran.
1.5
SISTEMATIKA PENULISAN
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, permasalahan, maksud dan tujuan, pembatasan masalah dan sistematika penulisan Tugas Akhir.
BAB II
LANDASAN TEORITIS
Dalam bab ini dibahas mengenai teori yang digunakan sebagai dasar
untuk
memahami
pembuatan
dies
dan
punching
tool,
3
perhitungan bentangan, ilmu kekuatan bahan serta
menyinggung
mengenai Radiator. Teori ini yang akan dipakai penulis dalam pembuatan Tugas Akhir. BAB III
RANCANGAN DIES SIDE PLATE RADIATOR
Bab ini menjelaskan tentang proses desain gambar, perhitunganperhitungan yang diperlukan misalnya perhitungan bentangan,gaya potong, kapasitas mesin serta bagaimana menentukan ukuran punch dan die.
BAB IV
HASIL DAN ANALISA
Bab ini membahas mengenai hasil yang dicapai dengan perbandingan antara proses yang lama dengan yang baru, dilihat dari segi jumlah operator,perbandingan jumlah biaya dan mesin yang diperlukan serta peningkatan kualitas.
BAB V
KESIMPULAN
Bab ini merupakan bab terakhir yang berisi kesimpulan dan saran mengenai keseluruhan penelitian yang sudah dilaksanakan, sehingga nantinya jika memang diperlukan dapat dipakai sebagai acuan bagi orang lain untuk melakukan penyempurnaan.
4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
PRODUCT KNOWLEDGE RADIATOR 2.1.1 Pengertian dan fungsi radiator Radiator adalah suatu alat penukar panas (kalor) dari suatu media ke media lain yang digunakan untuk menjaga temperature mesin dengan cara sirkulasi agar sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan.Hal ini diperlukan karena jika suhu pada mesin over heat akan menyebabkan komponen pada mesin cepat rusak atau aus.Radiator berfungsi untuk menjaga temperature mesin agar sesuai dengan
spesifikasi
yang
media(air/coolant).Radiator
ditetapkan menjaga
suhu
dengan mesin
menggunakan dengan
cara
melewatkan air(yang telah diturunkan suhunya sehingga dapat menyerap kalor)pada block mesin secara continue sehingga suhu mesin tidak over heat.
1.Water Sleeve 2.Temperature Regulator 3.Radiator Upper Tank 4.Radiator Core 5.Radiator lower Tank 6.Water Pump 7.Water Inlet House 8.Cooling Fan 9.Water Outlet House
Gambar : 2.1 Simulasi pemasangan Radiator pada mesin (Ref.1;hal.2)
5
Jenis Radiator Berdasarkan arah aliran airnya, radiator dibagi atas 2 jenis: 2.1.1.1.Down Flow Type Untuk type ini, posisi tangki ada pada bagian atas dan bawah sehingga aliran air bergerak secara vertical yaitu dari atas ke bawah.
Gambar : 2.2 Radiator down flow type (Ref.1;hal.2) 2.1.1.2.Cross Flow Type Posisi tangki berada pada bagian kiri dan kanan sehingga aliran air bergerak secara horizontal.
Gambar : 2.3 Radiator cross flow type (Ref.1;hal.2)
6
2.1.2 Bagian-bagian Radiator Pada dasarnya radiator dibagi menjadi 3 bagian yaitu: 2.1.2.1.Inlet Tank assy Inlet tank assy adalah bagian tanki yang menampung air panas setelah sirkulasi air melewati block mesin.Inlet tank assy terdiri dari beberapa komponen yaitu: -Filler Neck -Over flow pipe -Inlet Pipe -Tanki atas 2.1.2.2.Core Assy Core assy adalah bagian dimana terjadi proses pembuangan kalor dari air panas yang melewati tube dan kalor diserap oleh fin kemudian dibuang dengan tiupan angin dari kipas.core assy terdiri dari komponen-komponen: -Tube -Fin -End Plate -Side Plate 2.1.2.3.Outlet tank assy Out Let tank assy adalah bagian penampungan air radiator setelah melewati proses pembuangan kalor pada core assy.Out let tank assy terdiri dari: -Tanki bawah -Outlet Pipe -Oil cooler assy -Drain Plug -Drain seat -Mounting bush
7
2.1.3 Komponen radiator 2.1.3.1.Tanki Radiator memiliki 2 buah tanki ,yaitu tanki Atas(inlet Tank) dan Tanki Bawah(outlet Tank).walaupun setiap tanki memiliki fungsi spesifik sendiri-sendiri,tetapi ada umumnya tanki tersebut berfungsi sebagai media penampung air.inlet tank pada radiator berfungsi sebagai tempat penampungan air pertama.Yang dimaksud pertama yaitu air dari mesin (air yang membawa panas)ke radiator dan air yang baru diisi ke radiator.Seadngkan Outlet tank pada radiator mempunyai fungsi spesifik
yaitu menampung air yang telah diturunkan
temperaturnya untuk kemudian dialirkan ke mesin. 2.1.3.2.End Plate End plate pada radiator terletak antara tanki dengan core.End plate disini berfungsi untuk menghubungkan tanki dengan core, dengan cara lubang end plate sebagai tempat tube dan got end plate sebagai tempat dudukan tanki pada saat assy.Ada beberapa macam end plate yang dipengaruhi oleh tanki yang akan dipasang yaitu end plate untuk brass tank dan end plate untuk plastick tank, yang membedakan keduanya adalah bentuk got end platenya. 2.1.3.3.Side Plate Side Plate terletak diluar bagian core ,fungsinya adalah untuk melindungi fin dan penguat pada core radiator.Side plate terdiri dari 2 macam: 1. Side Plate langsung Protector yaitu side plate yang berfungsi sebagai dudukan pada radiator dan sebagai protector untuk melindungi core radiator.side plate ini punya fungsi ganda yaitu selain sebagai pelindung core juga sebagai dudukan radiator saat dipasang pada mobil. 2. Side plate yang hanya berfungsi sebagai dudukan radiator pada mesin.Side plate ini hanya punya satu fungsi saja yaitu sebagai dudukan radiator pada saat pemasangan di mobil,sedang untuk pelindung core digunakan protector.
8
2.1.3.4.Tube Tube
merupakan
bagian
penting
dari
radiator,karena
dikomponen inilah air dialirkan untuk melepas kalor/panas secara konveksi oleh udara dengan bantuan fin.Tube mempunyai dimensi yang cukup kecil sehingga volume air yang dialirkan sedikit sehingga waktu yang digunakan untuk menurunkan temperature air menjadi cepat.Tube berdasar proses sambunganya dibedakan menjadi 2 yaitu: 1. Welding tube,yaitu tube yang penyambunganya dengan welding 2. Lock seam tube yaitu tube yang bentuk sambunganya seaming dan kemudian sambunga tersebut dicoating timah supaya tidak bocor. 2.1.3.5.Fin
Gambar : 2.4 Cooing Fin (Ref.1;hal.5)
Fin merupakan bagian terpenting dalam radiator dimana fin ini berfungsi Sebagai ventilasi untuk mengalirkan kalor dan membuang kalor melalui sudut-sudut jendela yang ada pada fin.kalor diserap dari tube yang mengalirkan air panas.oleh karena itu fin berada diantara tube.agar panas pada tube dapat mengalir pada fin maka fin harus menempel pada tube,karena fungsi fin untuk melepas panas ke udara maka fin harus dibuat dari bahan yang mudah menghantar panas.Bahan fin yang sering digunakan yaitu dari alumunium dan tembaga.
9
2.1.3.6.Inlet/Outlet Pipe Inlet pipe merupakan bagian dari tanki A yang berfungsi sebagai tempat masuknya air dari mesin ke radiator.Air/coolent tersebut membawa panas untuk diturunkan temperaturenya Outlet pipe merupakan bagian dari tanki B yang berfungsi sebagi tempat keluarnya air dari dalam tanki B yang telah diturunkan suhunya dan dialirkan ke mesin.Untuk menghubungkan inlet/outlet pipe dengan mesin digunakan perantara water inlet/outlet house(selang)yang dipasang pada inlet/Outlet pipe.Ada beberapa jenis dari inlet/outlet pipe yaitu: a.Pipa lurus b.Pipa dengan diameter bertingkat c.Pipa lengkung dengan bending d.Pipa lengkung sambungan 2.1.3.7.Filler ,Filler Neck dan over flow Filler berfungsi sebagai tempat untuk mengisi air yang baru atau tambahan kedalam radiator.Filler selalu berada pada tanki atas karena sebagai tempat masuknya air,berdasar dimensi filler dibagi menjadi: a.Micro size b.Small size c.Medium size d.Large size Filler neck merupakan pipa penghubung antara filler dengan tanki Atas.Filler neck selalu terdapat pada radiator type cross flow karena type ini punya tanki atas yang berada disamping kanan atau kiri radiator sehingga perlu filler neck supaya posisi filler-nya menghadap keatas. Over flow pipe merupaka bagian dari filler yang berfungsi sebagai tempat untuk keluarnya air atau angin yang disebabkan karena tekanan berlebih.Selain itu juga sebagai perantara radiator dengan tanki cadangan yang berada diluar radiator.
10
2.1.3.8.Drain Seat dan Drain Plug Drain seat dan drain plug hanya terdapat pada tanki bawah sebab lubang drain seat berfungsi sebagai sarana untuk membuang air radiator bila ingin mengganti dengan air yang baru,sedang drain plug berfungsi sebagai penyumbat lubang drain seat
saat lubang
tersebut tidak untuk menguras air.Drain seat berbentuk berupa bush dimana pada lubangnya terdapat ulir yang berfungsi untuk menutup lubang drain seat dengan drain plug. 2.1.4 Material komponen Radiator 2.1.4.1. Tanki Material untuk tanki terdiri dari: a.PA- 66 (untuk tanki dari plastik) b.Kuningan c.Alumunium 2.1.4.2. End Plate Material untuk pembuatan end plate terdiri dari: a.Kuningan b.Alumunium 2.1.4.3. Side Plate Material untuk side plate terdiri dari: a.Terne Sheet (SPCC-Pb) b.Alumunium c.PA- 66 2.1.4.4. Tube Material untuk tube terdiri dari: a.Kuningan b.Alumunium 2.1.4.5. Fin Material untuk fin terdiri dari: a. Alumunium b. Tembaga
11
2.1.4.6.Inlet/Outlet Pipe Material inlet/outlet pipe terdiri dari: a.Pipa alumunium b.Pipa kuningan 2.1.4.7.Filler, Filler Neck dan Over flow Filler, Filler Neck dan Over flow materialnya dari: a. Alumunium b. Kuningan 2.1.4.8.Drain Seat dan Drain Plug Material untuk drain seat adalah: a.Kuningan b.Alumunium Untuk material drain Plug adalah PA-66 2.1.5 Proses Pembuatan Radiator 2.1.5.1 Core assy Core assy merupakan proses assembly komponen radiator yang terdiri dari :fin, tube, protector, dan end plate. Tahapan-tahapan dalam pembuatan core assy adalah: 2.1.5.1.1. Set jig core baking
Gunakan jig yang sesuai dengan model core-nya.
Pasangan plat U (Al square) dengan protector.
Perhatikan agar posisi protector tepat di tengah-tengah antara
alur kanan dan kiri, posisi yang tidak tepat akan mengakibatkan fin penyok karena gaya yang diterima tidak seimbang. a. Cooling Fin Sebelum proses pembuatan dimulai pastikan setting mesin terlebih dahulu, adapun yang perlu diperhatikan adalah tentukan : panjang fin, tinggi fin, lebar fin, fin pitch.
12
Fungsinya adalah : Sebagai ventilasi untuk mengalirkan kalor dan membuang kalor melalui sudut-sudut jendela(louver) yang ada pada fin b. Water tube Sebelum proses pembuatan di mulai pastikan setting mesin terlebih dahulu, adapun yang perlu diperhatikan adalah : panjang tube, tinggi tube dan lebar. Pemasangan tube terdapat pada M/C core builder, perhatikan bahwa tube tertata dalam kondisi lurus. Fungsinya adalah : Sebagai media distribusi air untuk kemudian mengalami proses pendinginan secara konveksi oleh udara yang melalui fin
Gambar : 2.5 Water Tube (Ref.1;hal.9)
2.1.5.1.2. Assy Tube dan Fin Penyusunan tube, dan fin perhatikan agar jendela fin tersusun dalam satu arah posisi pemasangan.Pemasangan fin perlu hati-hati agar sudut jendela tidak rusak karena jendela fin sangat penting dalam proses pembuangan panas.pemasangan fin tidak boleh tertekuk dan menumpuk antar lipatan fin. 2.1.5.1.3 Press Jig a.Ratakan fin dengan alat bantu perata fin b.Pemasangan jig
13
c.Pengepresan jig dengan pneumatic penempatan alur tube agar sesuai dengan alur-alur pada end plate
2.1.5.1.4 Pemasangan End Plate a.End plate harus terpasang lurus, gunakan penggaris siku baja untuk mendapatkan kelurusan b.Pemasangan end plate ke tube tidak boleh menyebabkan tube penyok 2.1.5.1.5 Tube Expand a.Perhatikan bahwa tube tidak boleh rusak b.Chek kelurusan end plate dan diagonal core Fungsinya: - Agar setingan assy tidak berubah - Agar end plate tidak lepas dari tube EXSPAND
END PLATE
Gambar : 2.6 Tube Expand (Ref.1;hal.11) 2.1.5.2. Oven Core Tujuan pengovenan adalah untuk menyatukan antara fin dan tube dan juga antara end plate dan tube untuk mempertahankan posisi/bentuk dan ketegak lurusan core, supaya nantinya pada saat di solder pada end plate-nya posisinya bisa tetap / tidak berubah.
14
Prosesnya terdiri dari : 2.1.5.2.1.Fluxing section Pemberian flux pada core. Hal ini bertujuan :1.Membersihkan core dari kotoran dan minyak 2.Sebagai perekat (bahan tambah) pada proses penyambungan (soldering)
tube dengan fin.
Flux yang digunakan SC 7047 dicampur air dengan perbandingan 1 : 14(flux : air). Pemberian flux pada core dengan cara disemprotkan. 2.1.5.2.2.Heating Seaction - Tujuan pemanasan ini untuk melumerkan timah yang terdapat pada tube, sehingga lapisan timah tersebut menyatukan tube dengan fin, selain itu juga menyatukan tube dengan end plate. - Pemanasan ini timbul dari udara panas yang dihasilkan oleh motor burner bercampur dengan gas LPG sehingga timbul nyala api. Oleh blower fan (yang terdapat pada bagian dalam oven) ,panas di tiup. Pemanasan
core
menjadi
lebih
merata
sehingga
dihasilkan
penggabungan (soldering) yang merata antara fin dan tube. 2.1.5.2.3.Cooling Seaction -Tujuannya
adalah
untuk
mendinginkan
core
setelah
proses
pemanasan. -Pendinginan dilakukan oleh angin yang disemprotkan pada core secara merata. Hal-hal yang perlu diperhatikan saat proses oven adalah sebagai berikut: - Loading core - Loading core harus lurus dengan conveyor (searah ) - Atur jarak antara core satu dengan yang lainnya, jangan terlalu rapat apalagi sampai bertumpukan. Penumpukan akan menyebabkan pemanasan dan pendinginan menjadi tidak merata sehingga proses penggabungan fin dan tube menjadi tidak sempurna.
15
Posisi peletakan:
Gambar : 2.7 Posisi peletakan core di conveyor (Ref.1;hal.15) Untuk mengetahui hasil dari pengovenan kita perlu melakukan pengecekan pada hasil pengovenan. Chek yang dilakukan chek kematangan,yaitu : - Dengan cara menarik ujung pen disepanjang bidang kontak solder antara fin dengan tube atau menekan bagian pinggir protector. Bila retak berarti hasil solder tidak OK, karena ujung fin ada yang tidak menempel pada tube (bila ada 5 ujung fin yang tidak menempel) - Dengan cara melihat perubahan warna. Warna setelah dioven harus merah tembaga 2.1.5.3 End Plate Soldering Proses end plate soldering adalah proses penyolderan antara end plate dengan tube. Proses ini sebenarnya sudah dilakukan pada proses baking oven tetapi masih belum kuat karena timah untuk menyambung hanya sedikit yaitu dari lapisan tube saja sehingga kemungkinan bocor besar sekali. Oleh karena itu diperlukan proses end plate soldering supaya hasil penyambungan kuat dan tidak bocor. Pada proses end plate soldering ini dapat dilakukan secara manual maupun mesin otomatis. Pada dasarnya ada 4 tahap dalam penyolderan:
16
2.1.5.3.1 Fluxing Fluxing disini berfungsi untuk membersihkan end plate dari kotoran dan minyak, dan juga sebagai bahan perekat antara timah dan material yang akan di sambung. Flux yang digunakan SC7047 ditambah air dengan perbandingan antara flux : air yaitu 1 : 2 Di sini core assy diletakan dibak yang berisi cairan flux, diusahakan bagian dari end plate tercelup
CORE ASSY
FLUX
2.1.5.3.2 Preheating
Gambar : 2.8 Pemberian Flux (Ref.1;hal17)
Memanaskan end plate sampai suhu 150 oC. Pemanasan ini dilakukan oleh nozzle, dan pemanasan ini harus merata pada end plate agar penyolderan menjadi lebih mudah dan merata. Fungsi preheating adalah supaya flux masuk kesela-sela antara tube dengan end plate dan pada saat penyolderan lebih cepat dan merata karena sudah preheating terlebih dahulu. Disini core assy diletakan dimana dibagian bawahnya terdapat nozzle, bila core assy diletakan maka sensor akan menyala dan menghidupkan nozzle sehingga terjadi preheating 2.1.5.3.3 Soldering Proses pemberian timah, disini timah dicairkan pada suhu 350 oC. Timah harus merata pada bagian penyambungan antara end plate dengan tube. Timah yang digunakan memiliki kandungan 35% Sn dan 65% timah. Penyolderan dilakukan dengan mencelupkan permukaan end plate pada dudukan end plate soldering. Waktu tahan ±30 detik.
17
CORE ASSY DUDUKAN CORE
TIMAH
Gambar : 2.9 Soldering (Ref.1;hal.18) 2.1.5.3.4 Air blow Proses penyemprotan tube dengan angin setelah disolder. Hal ini dilakukan setelah soldering karena pada saat soldering dimungkinkan timah masuk ke dalam tube dan menyumbat tube. Untuk menghindari itu maka setelah soldering harus di air blow supaya timah yang belum mengeras dan menyumbat tube bisa dihilangkan dan tube tidak tersumbat. Untuk radiator 3R dan 4R ,tube yang berada paling kanan dan kiri radiator dibengkokkan. Tube tersebut dimatikan dan berfungsi sebagai penguat radiator tersebut AIR BLOW ENDPLATE
15-20 mm
REL
Gambar : 2.10 Rel Air Blow (Ref.1;hal.20) Pembersihan : Yang dibersihkan pada core assy yaitu bagian got end plate, karena bagian ini nantinya akan bersentuhan dengan tank pada proses tank soldering.
18
Selain dengan proses manual seperti diatas, ada proses dengan menggunakan mesin otomatis. Pada mesin otomatis ini, tahapan– tahapan penyolderan dilakukan sendiri oleh mesin. END PLATE
TIMAH
Gambar : 2.11 Assy Water Tube dan End Plate (Ref.1;hal.21) 2.1.5.4 Tank Soldering Proses tank soldering merupakan proses penggabungan antara tank dengan end plate (core assy) dan proses penyambungannya mengunakan sistem soldering. Pada dasarnya mesin tank soldering terdiri dari: 1.Camp berfungsi untuk menyatukan / menekan tangki dengan end plate. 2.Rel berfungsi sebagai tempat untuk meletakan end plate (core assy) 3.Burner Nozzle berfungsi untuk tempat nyala api, guna melelehkan kawat timah. Dalam penyambungan (soldering) tank dengan end plate ada beberapa tahapan yang harus dilewati pada semua mesin tank soldering.
19
Tahapan-tahapan tank soldering tersebut adalah: 2.1.5.4.1.Fluxing Tank dan end plate yang akan disambung harus diberi flux, flux yang digunakan type SC 7047 dengan ditambah air, dengan perbandingan 1: 2 (flux : air). Flux ini berfungsi untuk : 1.Membersihkan bagian yang akan disolder dari kotoran dan minyak. 2.Sebagai bahan perekat antara timah dengan tank dan end plate. Cara pemberian flux untuk tank dan end plate berbeda. Pada tank, flux diberikan dengan cara tank dicelup ke dalam bak cairan flux,kemudian setelah semua bagian yang akan tersolder terkena cairan flux, tank di angkat dan ditiriskan agar sisa-sisa flux menetes ke dalam bak penampungan flux.
TANK FLUX
Gambar : 2.12 Pemberian Flux pada Tanki (Ref.1;hal.23) Pada end plate sebelum diberi flux got end plate harus dibersihkan dulu dari sisa timah yang menempel, karena hal ini dapat mengakibatkan tank akan terpasang miring, sehingga dapat mengakibatkan kebocoran. Setelah dibersihkan baru kemudian end plate diberi flux, pemberian flux dengan cara dioles dengan alat bantu kuas. Pemberian flux harus merata keseluruh end plate, tetapi pada bagian ujung end plate diberi flux yang lebih banyak supaya bagian ini lebih kuat.
20
2.1.5.4.2.Penggabungan Setelah di beri flux, tank dan end plate di assy ( digabung). Dalam penyambungan, pastikan tank masuk kedalam got end plate dan tank dalam keadaan lurus tidak miring. Kemiringan ini dapat disebabkan karena ukuran got end plate lebih kecil dari tank sehingga tank sesak dan dapat berakibat tank terpasang miring. untuk tank yang ada filler neck, pada filler neck tersebut harus diberi kain basah .Gunanya adalah agar filler neck tersebut tidak pecah ,karena pada proses brazing ini filler neck menerima panas yang besar . 2.1.5.4.3.Pemasangan kawat timah Setelah tank dan end plate diassy, baru pada bagian pertemuan antara tank dan end plate diberi kawat timah. Kawat timah yang digunakan ∅ 4 mm dengan kandungan 35% Sn.
TANK GOT END PLATE TIMAH
Gambar : 2.13 Pemasangan Timah (Ref.1;hal.25)
Dan yang perlu diperhatikan gap (overlap) antar timah max 2mm hal ini diperlukan supaya di tempat overlap tersebut timah tidak menumpuk dan tidak kurang. 2 mm Max
Gambar : G 2.14 Jarak pemasangan Timah 21
2.1.5.4.4.Soldering Setelah diassy dan diberi kawat timah, tank dan end plate siap untuk disolder. Pada proses penyolderan yang perlu diperhatikan yaitu : 1.Rel tempat untuk meletakan end plate harus benar-benar lurus. Hal ini diperlukan supaya pada saat timah mengalir, alirannya menyebar rata bukan mengumpul pada satu sisi. Oleh karena itu rel perlu di levelling dengan end plate 2.Tekanan angin pneumatik 3.Tekanan oxygen 4.Tekanan gas LPG Setelah semua di periksa,core assy diletakan diatas rel pada bagian end plate nya , kemudian tombol clamp ditekan dan clamp akan turun dan menekan tank dan end plate. Penekanan pada tiap piston clamp diharuskan sama besarnya supaya posisinya tidak miring ,kemudian baru tombol soldering ditekan. Maka bersamaan dengan itu nozzle burner akan menyala dan melelehkan kawat timah . Setelah kawat timah meleleh semua, nozzle burner akan mati dan mesin akan menghitung cooling time. Pada saat itu clamp tetap menekan supaya posisi tank dan end plate tidak berubah . Setelah cooling time selesai baru clamp naik dan tank soldering telah selesai.
TANK TIMAH
END PLATE
Gambar : 2.15 Tank Soldering (Ref.1;hal.26)
22
Yang perlu diperhatikan dalam soldering yaitu : 1.Jarak nozzle dengan end plate 20–25 mm sehingga ujung api tidak mengenai tank dan end plate
20-25 mm
20-25 mm
Gambar : 2.16 Jarak Nozzle dengan End Plate (Ref.1;hal.27)
2.Lama Penyolderan dan cooling Time Lamanya penyolderan akan berpengaruh terhadap hasil solder tanki ke end plate,jika terlalu lama bias berpengaruh terhadap kebocoran tetapi jika kurang lama akan berpengaruh pada kekuatan hasil solder karena timah kurang cair.Cooling time juga berpengaruh pada hasil solder,lamanya pendinginan harus cukup sehingga timah sudah benar-benar kering saat hasil solder diambil. 2.1.5.4.5.Pengecekan Setelah tank dan end plate tersolder, kita harus melakukan pengecekan pada hasil penyolderan tersebut. Hal - hal yang perlu di cek pada hasil soldering yaitu: 1.hasil soldering harus merata dan homogen, artinya timah merata pada bagian penyambungan dan tidak ada penggumpalan timah 2.tidak ada timah yang keluar dari got end plate 3.tidak ada end plate dan tube yang retak pengecekan ini sebaiknya dilakukan secara periodik tiap 20 pcs agar hasil soldering terkontrol.
23
2.1.5.5. Check Inspection Stelah proses demi proses telah di lakukan dan sudah jadi radiator assy maka kita lakukan check inspection untuk menghindari kesalahan, adapun yang perlu dicheck adalah : 1.Dimensi – dimensi apakah sudah sesuai dengan drawing 2.Pastikan radiator tidak rusak 2.1.5.6.Leak Test 1 1.Radiator yang akan di leak test harus dalam keadaan tersumbat lubang-lubangnya,
yaitu : inlet , outlet pipe , filler , drain seat ,
threaded bush . 2.Selang untuk angin harus dipasang pada pipa over flow ( pipa over flow harus tidak boleh menempel ke tanki ). 3.Tanki sumbat untuk pipa outlet tidak boleh ke arah bawah . 4.Posisi gantung radiator pada side plate harus dilubang bagian depan . 5.Sumbat leak test yang sudah selesai dipakai, harus dikembalikan segera ke operator yang menyumbat . 6.Radiator yang bocor supaya di beri tanda dan dibuat laporannya . 7.Tekanan angin 1.5 ~ 2.0 kg/cm2 8.Radiator yang OK langsung digantung pada conveyor yang menuju ke cat oven . 2.1.5.7.Rework Radiator Setelah mengalami proses Leak Test I ,untuk radiator yang bocor (tidak lolos ) , radiator tersebut dimasukan dalam area rework . Pada repair radiator ,kerusakan yang sering terjadi adalah : 2.1.5.7.1.Kebocoran Kebocoran terbanyak pada end plate .Hal ini dikarenakan pada waktu penyolderan end plate dengan tube ,timah terlalu tipis atau kurang matang sehingga sewaktu didinginkan akan retak . Kebocoran juga terjadi pada tube ,dimana lapisan timah pada tube terlalu tipis sehingga pada waktu dibaking oven timah yang menutupi
24
lock seam tinggal sedikit atau bahkan tidak ada timah .Sehingga pada waktu ditest dengan tekanan 1,5 kg/cm″, lapisan timah tidak kuat menahan tekanan angin dan bocor . Penanggulangan : Pada daerah yang bocor ditambahkan timah sampai lapisan yang bocor dapat tertutupi . 2.1.5.7.2.Penyok pada tanki Penyok pada tanki biasanya disebabkan karena jatuh atau terbentur .Kalau penyoknya terlalu besar maka penyok tersebut harus di tambal . Cara penambalan : Pada bagian yang penyok tadi diberi lapisan timah sampai kira-kira manutupi bagian yang penyok tadi .Lalu lapisan timah tersebut diratakan pakai kikir / file, sampai membentuk form seperti semula .Baru bagian tersebut dihaluskan dengan amplas . Setelah mengalami test ,radiator harus disemprot dengan udara bertekanan tinggi ( 6-7 kg/cm2 ) . Hal ini bertujuan agar air yang masih ada pada radiator dapat dihilangkan, sehingga pada waktu pengecatan ,air tersebut tidak mengganggu . 2.1.5.8. Proses Washing Proses washing radiator dilakukan pada 2 bak saja dengan menggunakan air panas yang bertemperatur 70 ± 10°C . Proses washing ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran dan minyak pada radiator , sebelum radiator tersebut mengalami proses painting .
25
2.1.5.9 Proses Penguningan filler Proses penguningan filler adalah sebagai berikut : 1.Saat
penguningan
,radiator
dimiringkan
ke
bawah
untuk
memudahkan pengolesan filler neck . 2.Celupkan kain yang dibuat bulat kedalam Nitride Acid ( HNO3 ) murni dan oleskan ke bagian filler neck secara merata . Gosokan , maka akan terjadi perubahan warna kuning . 3.Celupkan kuas kedalam Chromium Oxide ( CrO3 ), oleskan secara merata maka akan timbul warna kuning mengkilap .CrO3 yang digunakan adalah 3%-5% per volume . 4.Semprot dengan air bersih kebagian filler neck dan inlet pipe sampai bersih . 5.Sebelum melakukan proses ini, operator harus menggunakan sarung tangan plastik.
Dan jika mengenai kulit , harus dicuci air
sampai bersih .
2.1.5.10. Drying Oven (Open pengering ) Sehabis leak test radiator dikeringkan lagi tujuannya agar radiator yang akan di cat dalam keadaan kering dan cat akan nempel lebih bagus Keterangan : 1.Temperatur panas ±150oC 2.Lama pengeringan 10 menit 2.1.5.11. Pengecatan Radiator 1Jarak pengecatan radiator dengan spray gun adalah ± 30 cm . 2.Lamanya pengecatan adalah ± 10 detik 3.Temperatur panas ±160oC
26
4.Hasil pengecatan : a.Tidak meleleh b.Tidak Berbintik c.Tidak kasar
2.1.5.12. Drying Oven( Open pengering) Setelah di lakukan pengecetan radiator lalu dikeringkan lagi agar keadaan radiator kering sehabis di cat. Keterangan : 1.Temperatur panas ±150oC 2.Kecepatan conveyor harus stabil 2.1.5.13. Leak Test 2 Leak test ke 2 leak test terakhir setelah di cat Tujuannya : Untuk mengetahui keadaan radiator bocor atau tidak setelah mengalami beberapa proses. Keterangan : a.Menggunakan tekakan angin 1.5~2.0 Kg/cm2 b. Lama pengetesan 30 Detik 2.1.5.14. Packing Radiator yang sudah di test ke dua hasilnya bagus tidak bocor dan pastikan OC OK dan diberi QC Passed maka radiator siap di packing , dalam pemakingan radiator di beri Styrofoam agar radiator tidak rusak. Pastikan radiator didalam doos dalam keadaan baik dan aman dari benturan yang akan mengakibatkan kerusakan.
27
2.2. TEORI METAL FORMING 2.2.1.Teori pemotongan plat Secara garis besar ada bermacam pengerjaan plat (sheet metal) yang dikenal dengan nama: cutting, forming, stamping, dll. Proses tersebut dapat disebut press working atau dengan nama lain “ Puch press working “ . Dasar – dasar pemotongan pada pengerjaan plat ini akan dibicarakan terlebih dahulu, sebab hal ini merupakan pengertian dasar yang perlu dan sangat penting diketahui. Beberapa pernyataan dan contoh tentang teori pemotongan yang akan disajikan berikut, seperti hal nya pada pengerjaan trimming ( pemotongan kembali ), dari hasil forging dan dies casting dapat juga dianalisa dalam masalah ini. Demikian juga pada pengerjaan potong kawat, batangan, baja profil akan didapat hasil analisa yang sama, juga pemotongan plat dengan system gunting maupun square shearing machine atau punching akan digunakan bentuk sisi potong yang pada prinsipnya sama. Selanjutnya akan dibicarakan “ The cutting of round holes |” atau pemotongan dengan sisi potong berbentuk keliling. Proses ini sering disebut punching. Sifat – sifat dari pemotongan ini dapat digunakan atau diterapkan untuk semua ukuran dan bentuk material yang akan digunakan.
2.2.2 Analisa pemotongan Bila kita akan memotong suatu plat,maka kita akan memerlukan suatu gaya,besarnya gaya tersebut akan diterima sepenuhnya oleh plat. Untuk memberikan gaya terhadap plat itu digunakan perkakas yang dinamakan “punch dan die”,dengan dasar perhitungan gaya geser atau gunting. Dalam hal ini besarnya gaya yang diperlukan baik dari atas maupun dari bawah besarnya sama, dengan memberikan jarak spasi yang relative kecil yang dinamakan “clearance”.
28
Gambar : 2.17 Analisa pemotongan (Ref.3;hal.3) Gaya yang diberikan ini akan menciptakan suatu tekanan pada plat atau material, tekanan ini disebut tegangan geser. Hal inilah yang menyebabkan
terpotongnya
plat
tersebut.
Sedangkan
tekanan
perlawanan dari material dinamakan kekuatan geser atau batas patah geser.
2.2.3.Clearance Untuk mendapatkan proses pemotongan plat ini yang terpenting adalah panjang langkah yang diberikan ( stroke ), dalam hal ini langkah punch-nya serta ukuran dari diameter atau profil dari punch yang lebih kecil dari ukuran diameter atau profil die-nya. Perbedaan diameter atau profil ini merupakan hal yang sangat pentinguntuk menentukan hasil pemotongan. Selisih ukran antara punch dan die ini disebut allowance,sedang yang dimaksud clearance adalh selisisih ukuran yang besarnya diukur hanya pada satu sisi saja atau dengan kata lain separuh dari allowance. Disamping itu besar clearance juga dipengaruhi oleh ketebalan plat yang akan di punch. Pada saat punch ditekan kebawah,maka pelat akan cenderung membengkok hal ini akibat ujung punch atau die yang tumpul. Demikian juga clearance yang besar akan memudahkan bengkoknya plat tersebut.
29
Gambar : 2.18 Langkah Pemotongan (Ref.1;hal.5) Apabila tekanan punch ditambah, posisi pelat akan menjadi partikel diantara punch dan die, akibatnya pelat akan terpotong berdasar tarikan sehingga dalam hal ini material akan mengalami dua perubahan bentuk, yaitu terpotong karena pembengkokan dan regangan
motor
karena
tarikan.
Besarnya
clearance
akan
mempengaruhi proses dan hasil pemotongan seperti -Besarnya gaya potong yang dipakai (force) -Umur pakai dari punch dan die (life time) -Permukaan hasil pemotongan (surface finish) 2.2.3.1.Menentukan besarnya clearance Besarnya pemilihan clearance tergantung dari tebal dan jenis material,disamping beberapa pertimbangan berikut ini :
30
2.2.3.1.1.Untuk proses blanking pada material yang memiliki batas patah geser tinggi dipilih clearance yang kecil agar didapat hasil potongan yang baik 2.2.3.1.2.Untuk
proses
blanking
pada
mesin
potong
otomatis,digunakan clearance yang besar agar mendapat umur pakai yang lama 2.2.3.1.3.Untuk mendapatkan hasil potongan yang halus,bisaanya dipilh clearance yang kecil. Pada umumnya pemilihan clearance ini berkisar antara 10 – 15% dari tebal material yang akan dipotong. 2.2.4 Prinsip Pemotongan Apabila sisi potong dari punc dan die tajam, serta pemilihan clearance yang tepat sesuai dengan tebal material, maka material tersebut akan dapat terpotong dengan baik. Pada dasarnya terpotongnya pelat itu akan mengalami tahaptahap sebagai berikut :
Gambar : 2.19 Prinsip pemotongan (Ref.3;hal.6) 2.2.4.1.Pada saat punch menekan benda kerja, sebelum material tersebut mencapai batas lumernya, jika beban penekanan dari punch dihilangkan, maka material akan kembali ke bentuk semula.
31
Gambar : 2.20 Prinsip pemotongan (Ref.3;hal.6)
2.2.4.2.Apabila penekanan punch diteruskan sampai mencapai batas lumernya,maka material tersebut sudah akan mulai retak,hal ini sering disebut dengan platis deformation
Gambar : 2.21 Prisip pemotongan (Ref.3;hal.6)
2.2.4.3.Selanjutnya semakin dalam langkah penekanan punch maka plat tersebut akan semakin retak,keretakan ini diakibatkan oleh sisi potong punch dan die yang tajam,semakin lama semakin panjang sehingga saling bertemu ,maka terpotonglah plat tersebut sesuai dengan bentuk sisi potongnya. Dari hasil proses tersebut diatas permukaan potongnya akan memiliki 4 hal yang penting,yang terdiri 3 bagian akibat dari proses
32
tadi yaitu berturut-turut berupa radius,lurus mengkilapdan berupa patahan/robekan serta yang ke 4 adalah pada bagian ujungnya akan terjadi burrs (chip) 2.2.4.4.Secondary Shear Yang dimaksud dengan secondary shear ini adalah robekan pada material yang tidak diinginkan. Bisaanya secondary shear ini terjadi pada pemilihan clearance yang terlalu kecil antara 3 – 5 % tebal material,bahkan
clearance
dengan
sebesar
kurang
dari
3%
mengakibatkan banyak terjadi secondary shear. Dengan adanya robekan yang tidak diinginkan ini,maka hasil permukaan potongnya akn tidak halus,sehingga diperlukan lagi pemotongan agar permukaan potongnya sempurn,dengan demikian ukuran yang dikehendaki akan menjadi berkurang. 2.2.4.5.Menentukan ukuran punch dan die Pada pemilihan clearance yang terlalu kecil akan mengakibatkan penggunan gaya potong yang terlalu besar dan akan mulai terjepit diantara punch dan die-nya ,sehingga diperlukan pula gaya yang cukup besar untuk mengeluarkan blank dari die-nya atau strip dari punch-nya. Gaya inilah yang disebut dengan stripping force. Clearance yang sesuai akan menghasilkan permukaan potong yang halus dan akan memberikan suatu gaya stripper yang kecil. Diameter die akan menentukan besarnya diameter blank,diameter ini diukur dari penampang blank pada daerah yang memiliki permukaan lurus mengkilap. Dengan demikian apabila kita akan mengambil blank sebagai produknya maka yang kita buat sebagai dasar adalah ukuran dari die,baru ukuran punch menyesuaikan. Demikian sebaliknya,jika lubang yang akan menjadi produknya maka sebagai dasar adalah ukuran dari punch kemudian ukuran die-nya menyesuaikan.
33
2.2.5.Jenis-jenis Pemotongan 2.2.5.1.Blanking
Gambar :2.22 Blanking (Ref.3;hal.17) Jenis pemotongan dimana semua sisi punch memotong penuh pada plat atau strip. Dan bentukan plat atau strip yang terpotong merupakan produk yang kita butuhkan. 2.2.5.2.Piercing Jenis pemotongan dimana semua sisi punch memotong penuh pada plat atau strip. Dan bentukan plat atau strip yang terpotong merupakan slug (scrap). Proses ini merupakan kebalikan dari proses blangking.
Gambar : 2.23 Piercing (Ref.3;hal.17) 2.2.5.3.Notching Jenis pemotongan ini hampir sama dengan piercing, tetapi tidak semua sisi punch digunakan untuk memotong plat atau strip.
34
Gambar.: 2.24 Notching (Ref.3;hal.17) 2.2.5.4.Cropping Jenis
pemotongan
dimana
bentukan
punch
merupakan
bentukan produk. Lebar produk sama dengan lebar stock strip dan panjang produk diatur dengan feeding. Dan scrap hanya terjadi pada pemotongan pertama.
Gambar.: 2.25 Cropping (Ref.3;hal.18) 2.2.5.5.Parting Jenis pemotongan ini hampir sama dengan cropping, hanya saja hasil pemotongan dari bentukan punch bukan merupakan produk tetapi scrap.
Gambar : 2.26 Parting (Ref.3;hal.18)
35
2.2.5.6.Lanzing Merupakan kombinasi antara pemotongan dan penekukan (shearing and bending). Jenis pemotongan ini membebaskan satu sisi dari pemotongan dan sisi itu hanya terjadi pembendingan. Lanzing juga sering disebut semi piercing.
Gambar : 2.27 Lanzing (Ref.3;hal.18) 2.2.5.7.Trimming Jenis pemotongan ini bersifat finishing. Bisaanya triming dilakukan untuk proses finishing deep drawing.
Gambar : 2.28 Trimming (Ref.3;hal.18) 2.2.6.Jenis-Jenis Pembentukan 2.2.6.1.Bending Jenis bentukan yang dilakukan dengan cara menekuk sebuah material plat atau strip dengan sudut tertentu.
36
Gambar : 2.29 Bending (Ref.3;hal.18) 2.2.6.2.Embossing Jenis bentukan yang berupa tonjolan-tonjolan yang tingginya berkisar antara 1 sampai 3 mm. Jika kita akan melakukan assy antara dua produk dengan cara spot welding maka bentukan embossing akan memperkuat sambungan tersebut.
Gambar : 2.30 Embossing (Ref.3;hal.23)
2.2.6.3.Deep Drawing Jenis bentukan berupa cekungan yang dalam. Dalam proses ini plat atau strip mengalami tarikan yang dalam hingga bentuk benda yang berongga.
Gambar : 2.31 Deep drawing (Ref.3;hal.23)
37
2.2.6.4.Forming Jenis bentukan yang terjadi dengan mengikuti bentukan punch dan die. Difinisi ini mungkin agak rancu, karena jika diartikan dalam bahasa forming adalah bentukan. Dan bentukan itu sendiri dapat terjadi dalam proses bending, embossing, dan deep drawing. Oleh sebab itu forming atau bentukan ini adalah jenis bentukan selain ketiga bentukan diatas.
Gambar : 2.32 Forming (Ref.3;hal.23)
2.2.7.Bagian-Bagian Utama Press Tool
Gambar : 2.33 Dies Assy (Ref.3;hal.29) 2.2.7.1.Shank Bagain perkakas yang paling atas adalah shank, bagian ini langsung berhubungan dengan mesin press. Maka termasuk bagian yang sangat penting. Bentuk dan ukuran tergantung dari bentuk holder yang
38
tersedia pada mesin press.Tidak semua dies menggunakan shank Karena ini disesuaikan dengan meja mesin press,untuk kapasitas mesin yang besar clamping dies pada mesin menggunakan baut dan clamp jadi pada Top Plate dies dibuat alur T-slot. 2.2.7.2.Top Plate Bagian ini berfungsi sebagai dudukan dari punch holder,shank,guide bush.Top plate juga berfungsi sebagai bagian dari dies yang meneruskan gaya dari gerak meja mesin. 2.2.7.3.Punch Holder Bagian dari perkakas ini juga sering disebut dengan top shoe / upper shoe yang berfungsi untuk dudukan punch dan sebagai assy antara punch dengan top plate. 2.2.7.4.Punch Pada perkakas punching tool yang paling utama adalah pemotong, yang berupa berpasangan. Punch merupakan alat pemotong male, pada umumnya bagian ini yang bergerak dan posisinya diatas. Bentuk permukaan potong dari bagian ini tergantung dari bentuk yang kita inginkan. 2.2.7.5.Stripper plate Bagian ini berfungsi untuk menahan material yang terangkat keatas karena terjepit punch. Hal ini dapat terjadi karena sifat yang dimilki oleh material, yang sering disebut dengan spring back, yaitu timbulnya gaya inti material, semakin ulet material semakin besar gaya intinya. 2.2.7.6.Guide post Bagian ini berfungsi sebagai pengarah antara Top plate assy dengan bottom plate assy.Dengan guide post gerak open closed dies pada fungsinya diarahkan oleh guide post ini sehingga gerakanya terarah dan lurus.
39
2.2.7.7.Die Die adalah alat pemotong bagian bawah (female) pada umumnya tidak bergerak. Bentuk pemotongnya sesuai dengan bentuk punch-nya. Alat pemotong ini merupakan satu set.
2.2.7.8.Die holder Die holder pada prinsipnya berfungsi sama seperti Punch holder,bedanya kalau die holder untuk dudukan die dan berada pada bagian bottom. 2.2.7.9.Bottom Plate Bottom plate secara fungsi sama dengan top plate, bottom plate berada dibawah dan terikat pada meja mesin bagian bawah.Pada bottom plate terdapat assy komponen seperti:Guide post,Holder die,dan die. 2.2.7.9.Die Set Untuk membuat perkakas punching tool diperlukan waktu yang relative lama. Untuk mengatasi hal ini maka untuk bagian yang memerlukan
waktu
pengerjaan
lama
bisaanya
dapat
dibeli
diperdagangan, yaitu terdiri dari Bush dan Pin, kesemuanya itu disebut dengan guide pin ini merupakan pemandu dari gerakan upper die, pada umumnya terpasang mati pada bottom plate, dan punch yang ada pada upper plate akan bergerak naik turun tanpa kocak, karena pada upper plate terpasang bush sebagai pemandu gerakan Pin tadi. Bush dapat dibuat dari bronze atau baja yang dikeraskan dan digerinda. Dengan adaya die set yang terjual diperdagangan, maka ongkos produksi dapat ditekan. Selanjutnya tinggal merakit punch dan die-nya. Untuk mengatur besarnya clearance, maka masing-masing bagian dipasang sesuai dengan tempatnya, kemudian diikat dengan baut, baru kemudian diberi dowel pin
40
2.3 Teori Bending Profile dan Sheet Metal 1.Bending dari bentuk Square bar,Round Bar dan pipa Bagian atau garis dari material yang tidak mengalami deformasi (perubahan bentuk dan ukuran) ketika diproses bending adalah neutral axis. Neutral axis tidak selalu berada pada posisi center atau tengah, kadang berada lebih dekat kesisi dalam permukaan karena perubahan dimensi dan bentuk (deformasi) menjadi bentangan lebih besar akibat dari penekanan.
Gambar : 2.34 Hasil Bending Perhitunganuntuk mendapatkan panjang bentangan L= l1 + l2 + lb Lb= α . r f
(Ref.6;hal.2)
= (r f . π . α) / 180 r f = Ri + x
X adalah jarak antara radius dalam dengan garis netral Harga untuk X : α = 0° sampai 30°
X = S/2
α = 30° sampai 120°
X = S/3
α = 120° sampai 180°
X = S/4
Jika α = 90° r f = Ri + S/3 L = l1 +l2 + (Ri + S/3). π / 2
41
2.Bending Sheet Metal Kadang-kadang Sheet metal atau plate dibending dengan press.Plate dapat dikerjakan dengan proses yang berbeda-beda, bending bebas dan bending dengan die.
Gambar : 2.35
Bending bebas
Gambar : 2.36
Bending Die
Bending bebas lebih sering digunakan disbanding dengan bending die karena bending bebas lebih universaluntuk sudut pembendingan dan mudah dalam ganti tool. Bending Die memiliki keakuratan hasil pembendingan yang lebih baik dari bending bebas.Spring back(pergerakan untuk cenderung kembali) adalah sangat kecil.Untuk Bending Die dibutuhkan tenaga yang lebih besar dan pembuatan tool lebih rumit.
Gambar : 2.37 Hasil Bending (Ref.6;hal.2)
42
L=a+b–v V = 0.429.Ri + 1.476.s Untuk
menentukan
jarak
minimum
lubang
dari
garis
pembendingan agar lubang tidak mengalami deformasi
Gambar : 2.38 Hasil Bending Dengan Lubang (Ref.6;hal.2) b = Ri + 2.s
43
BAB III PERANCANGAN DIES DENGAN DESAIN BARU
3.1
Pendahuluan Perkakas tool atau sering disebut Dies adalah sebuah tool
yang dipakai untuk menghasilkan bentukan sebuah produk dari bahan plate.Dalam pembuatan sebuah dies kita harus membuat langkahlangkah perencanaan untuk memudahkan dalam pembuatanya.Ada beberapa langkah yang bisa kita lakukan yaitu antara lain: - Membuat Gambar Produk - Membuat Gambar Pre-Desaign - Membuat Gambar Detail - Membuat Gambar Assembling Selain dari desaign gambar kita juga lakukan perhitungan-perhitungan untuk menentukan dimensi dari komponen-komponenya sehingga Dies yang kita buat nantinya dapat digunakan dengan life time yang lama karena sudah berdasarkan oleh perhitungan-perhitungan yang benar. Dies adalah sebuah perkakas tool yang bekerja dengan menggunakan bahan plate yang keras oleh sebab itu juga perlu diperhitungkan dalam pemilihan material.Pemilihan material sangat penting karena akan berpengaruh terhadap life time dies itu sendiri.Untuk bagian Punch dan Die tentu material yang dipilih lebih keras dibanding dengan bagian yang lain,seperti Top Plate ataupun Bottom Plate karena bagian Punch dan Die merupakan bagian yang langsung
kontak
dengan
material
pada
saat
proses
berlangsung.Memang dengan menggunakan material yang lebih berkualitas akan lebih banyak biaya yang keluar tetapi jika dihitung dari biaya perawatan dan penggantian komponen serta perbaikanperbaikan hal itu menjadi sangat menguntungkan karena Dies dengan
44
bahan yang lebih rendah kualitasnya pasti akan lebih sering memerlukan perbaikan.
3.2
Perancangan Dies Side Plate
Pe rmasalahan Proses pembuatan tidak efisien
1. Shearing 1 2. Shearing 2 3. Parting 4. Bending 5. End Form 6. Washing
Yes
Ana li sa proses yang paling efisien
No
1. Parting+Feeder 2. Bending 3. End Form 4. washing
Yes Mengumpulkan data
Yes
Perhi tungan untuk perencanaan dies
1. Gambar Side Plate 2. Spesifikasi material
1. Perhitungan bentangan 2. Gaya Parting 3. Kapasitas mesin 4. Gaya stripper 5 . Besar clearance 6. Ukuran Punch
Yes Prose s machining dan assembling Yes Proses trial Yes
Hasil dan analisa
Data hasil trial dibandingkan hasil proses sebelumnya
No Yes Kesimpulan
45
Dalam perencanaan pembuatan sebuah perkakas tool/Dies kita harus tahu secara pasti dari produk yang akan dibuat dari segi fungsi produk dan penggunaanya.Dengan mengetahui fungsi dan penggunaan dari produk yang akan kita buat nantinya dapat dipakai untuk menentukan konsep dasar dari dies yang akan dibuat.Untuk itu produk yang dikehendaki harus jelas bisa berupa sample produk maupun gambar produk dan jenis material yang akan dipakai produksi serta tebal dari material tersebut. Jenis/Type dan kapasitas dari mesin yang akan dipakai juga harus kita ketahui.Dengan mengetahui mesin yang dipakai kita dapat menentukan lebih lanjut perkakas press tool tersebut sehingga nantinya dapat sesuai dipasang pada mesin tersebut. Hal-hal yang perlu disesuaikan dengan kondisi mesin yaitu: -
Dimensi dari T-Slot mesin harus disesuaikan dengan alur pada Top Plate maupun bottom plate dies.
-
Tinggi Dies harus sesuai dengan kapasitas dari Die Height mesin.
Selain kesesuain terhadap mesin yang dipakai dalam perancanagan sebuah
dies
juga
harus
diperhitungkan
konstruksi
dari
dies
tersebut.Dalam perencanaan sebuah dies kita juga harus pikirkan rencana perawatan dari dies tersebut, misalnya bila kita akan melakukan perbaikan-perbaikan seperti pengasahan terhadap Punch dan Die-nya tidak perlu harus banyak membongkar komponen lain.Selain itu juga perlu diperhitungkan ukuran dari panjang dan lebar Top Plate dan Bottom plate jangan sampai lebih besar dari ukuran meja mesin dan perlu juga diperhitungkan untuk posisi penempatan dari bolt clamping.Dari segi non-Teknis juga perlu diperhatikan, penampilan
juga
sangat
berpengaruh
terhadap
kualitas
hasil
*pembuatan karena penampilan adalah point pertama yang dapat dilihat oleh customer.Untuk itu hasil pembuatan diusahakan tidak ada sisi-sisi tajam dan sambungan antar bagian kelihatan rapi dan pas.Dari segi penampilan proses Assembling adalah factor yang
46
sangat berpengaruh karena keahlian operator sangat dibutuhkan dalam proses ini.
3.2.1
Langkah-Langkah Merancang Press Tool Dalam perancangan sebuah press tool kita harus melakukan
ururtan –urutan dasar pembuatan,Yaitu: 3.2.1.1 Membuat Gambar Produk Langkah yang paling pertama kita lakukan adalah membuat gambar produk.Gambar Produk biasanya sudah diterima dari pemesan tetapi kadang ada juga yang berupa sample produk,jadi kita harus menggambar sample produk dalam bentuk gambar 2 dimensi lengkap dengan ukuran-ukuranya.Dengan adanya gambar produk akan memudahkan untuk melakukan perancangan press tool.Gambar produk sangat penting bagi seorang Desaigner untuk melakukan sebuah perancangan, dengan adanya gambar beserta ukuranukuranya dapat dipakai untuk menentukan toleransi dalam Punch dan Die yaitu bagian dimana yang memerlukan toleransi ketelitian yang presisi . 3.2.1.2 Membuat Gambar Pre-Desaign Langkah
selanjutnya
adalah
membuat
gambar
Pre-
Design.Gambar Pre-Desaign adalah gambar Dies yang sudah dirakit/assembly tetapi masih dalam bentuk gambar konsep.Tujuan dari gambar Pre-Desaign adalah untuk mengetahui konstruksi agar system kerjanya sesuai /memberi kemudahan kepada operator dalm proses produksi.Selain itu juga kita dapat menentukan material yang dibutuhkan untuk komponen-komponen dies tersebut.Gambar PreDesaign sangat penting karena digunakan unutk memudahkan dalm membuat gambar detail, oleh karena itu sedapat mungkin semua komponen-komponen yang ada ditampilkan dalam gambar PreDesaign. Dalam pembuatan gambar Pre-Desaign ini juga diikuti dengan perhitungan-perhitungan dalm menentukan dimensinya,antara lain:
47
-
Menentukan titik berat
-
Menentukan gaya potong
-
Menentukan gaya striper
-
Jenis Pegas
-
Tebal Die
Perencanaan sebuah press tool harus dibuat secara benar sesuai dengan perhitungan –perhitungan yang ada jadi dalam pembuatan sebuah perkakas tool tidak boleh asal-asalan dalam memeberikan
ukuran.Dengan
adanya
perhitungan-perhitungan
tersebut maka konstruksi dies tersebut dapat dipertanggung jawabkan kebenaranya karena angka-angka/diemensi yang didapat dihasilkan dari
sebuah
perhitungan–perhitungan
dengan
rumus
yang
benar.Meskipun gambar Pre-Desaign sudah bisa dilihat/dipakai dalam pembuatan dies tetapi tidak menutup kemungkinan terjadi perubahanperubahan karena gambar Pre-Desaign masaih dalam tahap-tahap gambar mentah (perkiraan). 3.2.1.3 Membuat Gambar Detail Langkah selanjutnya setelah Pre-Desaign adalah membuat gambar detail dari kompoen-komponen dies yang ada.Gambar detail merupakan gambar rinci dari semua komponen yang ada dalam konstruksi dies, tujuan dari gambar detail ini adalah untuk gambar pengerjaan di work shop oleh operator. Dengan adanya gambar detail akan memudahkan dan mempercepat pembuatan sebuah perkakas press,karena operator dapat secara mandiri dapat membuat komponen yang dibutuhkan secara benar sesuai dengan gambar detail yang ada dan sesuai dengan maksud perancang.Dengan adanya gambar detail ini juga dapat malakukan pengecekan apakah gambar Pre-Desaign benarbenar dapat dikerjakan atau masih ada bagian-bagian yang tidak cocok dan harus dilakukan modifikasi ataupun dilakukan penggantian.
48
3.2.1.4 Membuat Gambar Assembling Setelah semua tahap perancangan dilakukan sekarang kita lakukan tahap yang terakhir yaitu membuat gambar assembling.Dari semua komponen-komponen dari gambar detail yang telah dibuat kita aplikasikan dalam sebuah gambar assembling.Dari gambar detail yang sudah ada ukuran-ukuran tersebut kita dapat meembuat gambar assembling yang baik dimana semua bagian-bagianya dapat terkait dengan baik/tidak bertabrakanDengan selesainya gambar assembling maka semualangkah-langkah sudah selesai dilakukan dan gambar siap dikirim ke work shop untuk dilakukan proses pengerjaaan pembuaan dies.
3.2.2 Perhitungan-Perhitungan Pembuaan Dies
Gambar : 3.1 Side Plate 3.2.2.1 Perhitungan Bentangan Bentangan adalah ukuran material awal sebelum dilakukan proses bending.Dalam hal ini perhitungan bentangan adalah untuk mengetahui lebar bahan/material side plate yang akan dipakai.Lebar bahan ini nantinya kan dipakai untuk spesifikasi order bahan coil ke supplier, sehinggga bahan yang tadinya lembaran plate diganti dengan coil bahan dengan lebar yang sesaui dengan lebar bentangan side plate.
49
A.Bentangan Lebar Bahan
Gambar : 3.2 Bending Side Plate
Gambar : 3.3 Bending Plate Diketsahui: L = Lebar bentangan
(Ref .6;hal.3)
α = Sudut pembendingan Ri = Radius S = Tebal bahan
50
Harga x α = 0 sampai 30°
x= S/2
α = 31° sampai 120°
x= S/3
α = 121° sampai 180° x= S/4 lb=(r f.π. α)/180 r f=Ri+x V=(Ri+S)+(Ri+S)-lb = 2 Ri + 2 S - (r f.π. α)/180 = 2Ri + 2S – 1,571 (Ri + x) = 2Ri + 2S – 1,571 (Ri + S/3) = 2Ri + 2S – 1,571Ri -0,524 S = 2Ri + 2S – 1,571Ri -0,524 S = 0,429 Ri + 1,476 S = 0,429x2 + 1,476x1 =2,334 mm
Gambar : 3.4 Closed Bending lb=(r f.π. α)/180 lb=(r f.3,14. 180)/180 lb= 3,14 . (Ri + x)
(Ref .6;hal.2)
lb= 3,14 Ri + 0,785.S lb=3,15 . 2,5 + 0,785 . 1 lb=8,635 mm
51
B=(28-5)+8,635 = 31,635 mm L= 2A + B – 2V =( 2x10) + 31,635 – (2x2,334) = 20 + 31,635 – 4,668 = 46,967 = 47 mm
Gambar : 3.5 Bentangan Panjang Forming Sin 45 =5,5 / X X = 5,5 / Sin 45
(Ref .6;hal.3)
X = 7,778 mm
V2= 2N + lb = (2 tan α) / 2 + ( π.r f. α)/180 = 1 + π(Ri+S/3) α/180
V1= Closed Bending V2= Perlit Bending
= 1 + 0,286 = 1,286 mm
52
L = 5 + 6 + 7,778 – (V1+V2) = 5 + 6 + 7,778 – (2,334 + 1,286) = 15,158 = 15,16 mm 3.2.2.2 Perhitungan Gaya Potong Gaya Potong adalah gaya yang digunakan untuk memotong material, dalam hal ini adalah gaya untuk proses parting.Dari data material diperusahaan didapatkan bahwa material plate yang dipakai adalah SPCC-Pb. Gaya parting ini nantinya dapat dipakai untuk menentukan Kapasitas mesin yang dipakai. Diketahui: αB=289 N/mm2 t = 1mm Ditanyakan F ? Jawab
Gambar : 3.6 Waste Terbuang
53
Keliling Potong (Parting + Piercing) Kel=(17,66+3,7+1/4.π.4+2+1/4.π.4+1,3+1/4.π.2+9,2+11+7,2+1/4.π.5) 4 + (π.5.4) = (63,83 x 4)+(3,14x5x4) = 318,15mm Luas Potong A = 318,15 x t = 318,15 x 1 = 318,15 mm2
(Ref .3;hal.13)
ȚB= 0.8 αB F= ȚB x A = 0.8 αB x 318,15 = 0,8 x 289 x 318,15 = 73556,28 N = 7,3 ton 3.2.2.3 Kapasitas Mesin Proses Parting Kapasitas mesin adalah penentuan kekuatan minimum mesin yang mampu untuk proses produksi sesuai dengan penggunaan press tool dengan perhitungan yang didapat. Kapasitas biasanya dihitung dengan menambahkan 30% dari gaya Potong. Kapasitas = 30% F + F = 30%.7,3 + 7,3 = 9,49 ton 3.2.2.4 Perhitungan Gaya Striper Apabila kita memotong plate dengan Punch maka plate tersebut akan cenderung terjepit oleh Punch dan Die.Untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan cara melepaskanya kembali menggunakan Striping Plate.
54
Penjepitan tersebut dapat terjadi akibat sifat logam yang dimilikinya yaitu elastisitas logam atau sering disebut Spring Back.Selain itu juga diakibatkan oleh perubahan struktur logam yang mengalami sifat lumer selama proses berlangsung.Pada umumnya besarnya gaya striper ini diambil antara 5% sampai 10% dari gaya potong,tetapi untuk hal-hal khusus dapat diambil 2% sampai 20% dari gaya potong (Sumber: Punching Tool) Fs = 10% x F = 10% x 73556,28 = 7355,62 N = 0,73 ton Konstanta Pegas (C) Fs = n.C.f C = Fs / (n x f)
(Ref .3;hal.17)
= 7355,62 / (6 x 2) = 612,96 N/mm Fs = Gaya Striper f = Defleksi pegas ( Tebal Bahan + 1mm) n = Jumlah Pegas
3.2.2.5 Menentukan ukuran Punch dan Die A. Clearence Untuk mendapatkan proses pemotongan plate yang terpenting adalah panjang langkah dari gaya yang diberikan yang dalam hal ini langkah Punch, serta ukuran Punch yang lebih kecil dari ukuran Dienya.Perbedaan ukuran ini merupakan ukuran yang sangat penting untuk menentukan hasil potonganya.Selisih ukuran antara Punch dan Die adalah Allowance sedang Clearence adalah selisih ukuran antara Punch dan Die pada satu sisi atau setengah dari Allowance. Pada umumnya pemilihan Clearence adalah 10% sampai 15% dari tebal material yang dipotong ( Sumber: Punching Tool) Pada dasarnya
55
Clearence semakin kecil hasil potong akan semakin baik tetapi umur pakai/life time Punch dan Die akan lebih pendek disbanding Clearence yang lebih besar. Clearence = 10% x 1 = 0,1 mm Allowance = 0,1 x 2
(Ref .3;hal.16)
= 0,2 mm B. Perhitungan Tebal Punch Untuk menentukan tebal Punch diambil seminimal mungkin karena ini akan berpengaruh terhadap banyaknya waste material yang terbuang sehingga dapat mengurangi pemborosan bahan,namun untuk menentukan tebal Punch juga harus melalui sebuah perhitungan karena akan berpengaruh terhadap life time dari Punch. ȚB= 0,8 . αB = 0,8 . 289 = 231,2 N/mm2 F = Kel. x ȚB = 255,32 x 231,2 = 59029,98 N ȚB = F / A A = 59029,98 / 231,2 = 255,32 mm2 A=Pxl l =A/P = 255,32 / 47 = 5,43
= 5 mm
ȚB = Tegangan geser F
= Gaya Parting
56
P
= Panjang ( lebar bahan)
L
= Lebar Punch
A
= Luas
Ukuran Punch
Gambar : 3.7 Punch Ukuran Lubang Die
Gambar : 3.8 Die
57
3.2.2.6
Daftar Harga Peralatan
Daftar Harga peralatan adalah daftar harga alat yang dibuat maupun alat yang dibeli dalam bentuk barang jadi.Berikut adalah daftar harga alat berdasarkan dari data purchasing perusahaan Dies Lama
= Rp 10,000,000.00
Dies Baru
= Rp 15,000,000.00
Mesin Shearing
= Rp 150,000,000.00
Mesin 160T
= Rp 436,000,000.00
Mesin 60T
= Rp 150.000.000,00
Mesin 25T
= Rp 109,000,000.00
Feeder
= Rp 90,000,000.00
Uncoiler
= Rp 45,000,000.00
58
BAB IV HASIL DAN ANALISA 4.1
Pendahuluan Setelah
Design
drawing
dan
perhitungan
telah
selesai
dilakukan dalm perancangan press tool maka selanjutnya dalam Bab ini akan diuraikan tentang proses akhir dari pembuatanya. Proses akhir ini akan meliputi beberapa tahap,yaitu: 1. Proses Assembling Dalam proses ini yaitu pengganbungan atau perakitan dari komponeen-komponen yang sudah dari machining dirakit menjadi satu unit dies. 2. Proses Trial Proses ini adalah percobaan/Trial dies yang sudah dirakit.Trial dilaksanakan pada sebuah mesin press mengguanakan bahan yang akan dipakai untuk produksi 3. Proses Analisa Ini adalah proses paling akhir dari pembuatan sebuah dies.Dalam proses ini sample produk sudah ada sehingga kita dapat melakukan analisa dari produk hasil trial baik dari
segi
dimensi,penampilan
dan
karakteristik-
karakteristik yang diperlukan. 4.2
Proses Assembling Proses Assembling merupakan proses yang sangat penting,
karena dalam tahap ini semua komponen-komponen yang sudah jadi selesai proses machining akan dirakit menjadi unit dies.Dalam tahap ini pula akan diketahui apakah komponen yang kita desaign dan kita buat dapat dipasang dengan baik. Ada kalanya dari komponenkomponen yang sudah jadi perlu dimodifikasi karena bias ada kemungkinan ada tidak kesesuaian dengan pasanganya.Dalam proses assembling ini ketrampilan dan pengalaman dari operator sangat diperlukan karena akan sangat menentukan hasil akhir dari sebuah dies.Berikut urutan-urutan proses assemblingnya:
59
1.Siapkan semua komponen-komponen yang dieperlukan dalam sebuah tempat dan pastikan semua komponen sudah lengkap. 2. Periksa semua bagian yang bersisi tajam harus di champer (kecualai untuk Punch dan Die karena sisi tajam diperlukan untuk pemotongan).ini dilakukan untuk keamanan agar tidak melukai tangan saat perakitan. 3. Lakukan proses pemasangan mulai dari bagian-bagian yang menempel pada bottom plate seperti: - Die Plate - Spacer Die - Guide Pin - Stoper Bahan Kencangkan baut-baut pengikatnya setelah sebelumnya pastikan bahwa dowel pin sudah terpasang pada masing-masing bagian komponen.Ini untuk menjaga agar posisi natar komponen tidak mengalami pergeseran dan jika sewaktu-waktu dibongkar dapat dipasang lagi pada posisi yang sama. 4. Kemudian lakukan pemasangan pada komponen –komponen yang menempel pada bagian top plate , seperti: - Punch - Punch Holder - Spring - Striper Plate - Shank - Guide Post Sama seperti perakitan pada bottom plate kencangkan semua bautbaut pengikatnya dan check apakah semua dowel pin sudah terpasang. 5. Setelah semua komponen-komponen terpasang sekarang lakukan proses penggabungan antara Top Plate assy dengan Bottom Plate assy.Karena konstruksi dies yang kecil maka proses penggabungan
60
cukup diangkat dengan tangan (kalau untuk dies yang besar harus dengan bantuan hoist) Untuk proses perakitan ini harus hati-hati jangan sampai sisi tajam antara Punch dan Die menjadi tumpul karena benturan yang diakibatkan oleh tidak center,untuk menghindarinya bias diberikan grease untuk pelapisan. 6. Pastikan gerakan antara Top assy dan Bottom assy tidak macet.Lakukan pengetesan dengan menaik-turunkan top assy jika pergerakanya sudah lancar berarti kondisi sudah baik.Idealnya jika diangkat top assy dapat mudah untuk dikeluarkan tetapi antara guide pin dan guide post tidak boleh kocak/oblak. 7. Untuk tahap selanjutnya dies tersebut siap untuk dilakukan trial pada mesin 4.3
Proses Trial Proses trial adalah proses percobaan dies yang sudah selesai
dirakit pada sebuah mesin press dengan menggunakan bahan produksi.Proses ini harus hati-hati karena kondisi dies masih baru sehingga perlu diperhatikan agar bagian-bagian yang kontak tidak mengalami rusak.Dalam trial ini ada beberapa tahap, yaitu: 1. Naikkan Ram (meja mesin atas) pada titik mati atas. 2. Setting Die Height mesin -
Ukur tinggi dies
-
Setting Die Height mesin mendekati dari tinggi dies
3. Naikkan dies pada bolster (Meja mesin bawah) 4. Posisikan dies pada center / titik tengah dari meja mesin dan posisi lurus. 5. Pasang Baut Clamp -
Masukkan baut clamp pada T-Slot mesin
-
Ikat bottom plate dengan baut clamp pada 2 sisi arah diagonal
-
Kencangkan baut clamp dengan kunci pas
61
6. Posisikan Ram pada titik mati bawah dan atur tinggi Ram agar sesuai denga stroke dies dengan cara menekan DHA (Die Height Adjuster) 7. Kecilkan
pada
Chuck/Rahang
bahan
uncoiler
dengan
memutar tuas pemutar. 8. Masukkan coil bahan pada chuck uncoiler. 9. Besarkan
chuck
pada uncoiler
dengan
memutar
tuas
sehingga coil bahan terikat. 10. Posisiskan tombol uncoiler pada posisi auto dan tarik bahan melewati feeder bahan kemudian masukkan diantara stopper pengarah pada dies. 11. Atur stoper pada dies agar posisi bahan stabil dan bahan yang masuk ke dies dalam posisi lurus sehingga hasil parting tidak lebar sebelah. 12. Setting panjang potong dengan memasukkan angka panjang potong pada NC feeder bahan.( panjang potong adalah panjang lemparan bahan yang dihasilkan dari feeder ) 13. Kemudian posisikan saklar SPM pada posisi auto 14. Tekan tombol push button pada mesin sehingga Ram bergerak naik turun dan secara otomatis bahan akan bergerak maju sesuai panjang potong dari feeder. 15. Produk hasil potong akan masuk pada meja penampung bahan dan potong 25 pcs untuk hasil pengukuran 16. Berikan
sample
product
pada
QC
untuk
dilakukan
pemeriksaan dan penghitungan capabilitinya. -
Bila hasil QC dinyatakan OK maka product misal bisa dijalankan
-
Bila hasil QC dinyatakn NG maka dilakukan analisa penyebab NG dan lakukan perbaikan.Lakukan trial kembali
seperti
point-point
diatas
sampai
hasil
dinyatakan OK.
62
4.4
Hasil Dan Annalisa Dari sample produk yang diberikan ke QC, maka akan dicheck
apakah sample yang dihasilkan memenuhi toleransi-toleransi ukuran yang ditetapkan dalm drawing produk. Selain dari dimensi segi penampilan juga perlu dicheck karena hasil proses parting akan kelihatan apakah hasil potongnya baik atau tidak. Jika hasil parting-nya baik maka hasil potong tidak ada bram atau sisi tajam.Tetapi jika ada bram maka: -
Ada kemungkinan clearance terlalu besar
-
Punch atau Die ada yang kurang tajam atau tumpul.
Kemudian dari segi panjang potong juga perlu dicheck, variasi panjang potong lebih dipengaruhi dari segi feeder bahan selain itu juga stoper bahan sangat berpengaruh karena jika stoper terlalu rapat akan berakibat pada laju maju bahan yang berat sehingga bisa mengakibatkan hasil potong yang panjang pendek (untuk hasil proses parting hasil pengukuran variasi panjang potong terlampir dalam hasil capability proses dari QC).
63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan Dalam kesimpulan ini akan diberikan perbandingan antara
proses yang lama (Dengan dies lama) dan proses yang baru (dengan dies baru).walaupun perbedaan hanya terdapat pada proses parting saja tetapi dengan dies parting baru ini akan dihasilkan perubahan proses yang besar karena didukung dengan pengguanaan feeder dan bahan yang sudah dalam bentuk coil.Dalam proses yang baru ini akan menghilangkan proses shearing (2 kali shearing) dan bisa mengurangi jumlah 3 orang operator. 5.1.1
Perbandingan Proses Tabel:5.1 Perbandingan Proses Lama
No Proses
Baru Jumlah Operator
No
Proses
Jumlah Operator
1
Shearing
1
1
Parting+Feeder
-
2
Final
1
2
Bending
1
Shearing 3
Parting
1
3
End Forming
1
4
Bending
1
4
Washing
1
5
End Forming
1
Total
3
6
Washing
1
Total
6
Dilihat dari perbandingan proses antara yang lama dengan yang baru maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Terjadi penghematan dalam penggunaan jumlah mesin yaitu dari 6 mesin menjadi 4 mesin. 2. Terjadi penghematan dalam jumlah operator yaitu dari 6 orang menjadi 3 orang.
64
3. Terjadi penghematan flow chart proses dari 6 menjadi 4 sehingga dapat memperpendek waktu proses. 5.1.2
Perbandingan Desaign Desaign Baru
Gambar : 5.1 Dies Baru Desaign Lama
Gambar : 5.2 Dies lama
65
5.1.4
Perbandingan Total Dari perbandingan–perbandingan yang diatas maka dapat
disimpulkan bahwa dengan proses yang baru ini terjadi penghematan – penghematan yaitu: Tabel : 5.3 Perbandingan Proses Total Item
Proses Lama
Proses Baru
Jumlah Proses
6
4
Jumlah Operator
6
3
Cycle Time
115 detik
72.87 detik
Kapasitas
31 pcs/jam
49 pcs/jam
Biaya untuk 1 pcs
Rp 4.117,18
Rp 2.149,95
Dari perbandingan-perbandingan tersebut maka dengan proses baru ini terjadi penghematan total dari segi biaya sebesar Rp 188,853,471.05 per tahun.
5.2
Saran Dilihat dari perbandingan antara proses lama dengan proses
yang baru baik dari segi kapasitas, jumlah operator dan jumlah mesin maka disarankan agar proses-proses produksi sekarang yang masih berjalan secara manual untuk bisa dilakukan perubahan proses menjadi
lebih
ringkas
jika
dilihat
memungkinkan
untuk
dilakukan.Dengan perubahan-perubahan tersebut sudah terbukti terjadi penghematan yang sangat besar terutama dilihat dari segi keuntungan biaya.
66
.
67
68
DAFTAR PUSTAKA
Lesmono A,Product Knowledge Radiator,ADR Training Center,2000 Moerbani J,Punching Tool 2,ATMI Surakarta,1990 Nunung Gunung Riyadi ST,Punching Tool 1,ATMI Surakarta,1990 Sudibyo.B,Ilmu Logam,ATMI Press,Surakarta,1990 Suroto A,Strength of Materials,ATMI Surakarta,1990 Vetterli W,Bending Of Profile And Sheet Metal, ATMI Surakarta,1974
65
