TUGAS AKHIR PENGARUH VARIASI KETEBALAN MATERIAL LEMBARANKUNINGAN TERHADAP KETINGGIAN BURR PADA PROSES PUNCHING Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh: RESTU GUNAWAN D200110107 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
ii
iii
iv
v
MOTTO Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan, tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain), dan hannya kepada Tuhanmulah engkau berharap (Q. S. AL INSYIRAH 6-8) Tiadanya keyakinanlah yang membuat orang takut menghadapi tantangan dan saya percaya pada diri saya sendiri (Muhammad Ali) Jangan lihat masa lampau dengan penyesalan, jangan pula lihat masa depan dengan ketakutan, tapi lihatlah sekitar anda dengan penuh kesadaran (James Thurber) Mimpi-mimpi kamu, cita-cita kamu, keyakinan kamu, apa yang kamu mau kejar, biarkan ia menggantung, mengambang 5cm didepan kening kamu. Jadi dia tidak akan pernah lepas dari mata kamu dan kamu bawa mimpi dan keyakinan kamu itu setiap hari, kamu lihat setiap hari dan percaya bahwa kamu bisa. (5cm) vi
HALAMAN PERSEMBAHAN Teriring doa dan puji syukur kupersembahkan karya sederhana ini kepada: Tuhan yang Maha Esa Allah SWT. Karena hanya atas izin dan karunianyalah maka skripsi ini dapat di buat dan selesai. Puji syukur yang tak terhingga kepada Allah SWT. Yang meridhoi dan mengabulkan segala do a. Yang tercinta ayah dan bundaku yang telah merawat, mendidik dan memberikan kasih sayang tulusnya dan doa yang tiada pernah terputus. Adikku tersayang yang telah memberiku kasih sayangnya, semoga senantiasa terjaga. Bapak dan ibu dosen pembimbing, penguji dan pengajar, yang selama ini telah tulus dan ikhlas untuk menuntun dan mengarahkan saya serta memberikan bimbingan dan pelajaran yang tiada ternilai harganyaagar saya menjadi lebih baik. Seseorang teristimewa yang selalu memberiku dukungan, semangat, perhatian dan cinta. Almamaterku. Semoga dari sanalah keberhasilan selalu kucapai. vii
PENGARUH VARIASI KETEBALAN MATERIAL LEMBARAN KUNINGAN TERHADAP KETINGGIAN BURR PADA PROSES PUNCHING Restu Gunawan, BambangWaluyo F, ST, MT TeknikMesinUniversitasMuhammadiyah Surakarta Jl. A. YaniTromolPos 1 Pabelan, Surakarta Email :Restugunawan94@gmail.com ABSTRAKSI Proses Pembentukan dan pemotongan lembaran pelat merupakan suatu proses yang digunakan pada mesin pres untuk menghasilkan bentuk suatu benda kerja dengan menggunakan sepasang alat potong punch dan dies. Proses pembuatannya disebut Punching dimana material benda kerja diletakkan diantara punch dan dies dengan hasil pemotongan berbentuk lubang persegi. Dalam proses pemotongan benda kerja ada beberapa faktor dalam menentukan kualitas hasil pemotongan, diantaranya adalah diameter kelonggaran (clearance) antara punch dan dies, bentuk permukaan alat potong (punch) dan jenis material pelat dan alat potong. Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk merancang alat press tool sebagai komponen pengujian tekan serta memaparkan pengaruh variasi ketebalan lembaran kuningan terhadap ketinggian burr. Pada proses ini ketinggian burr di ukur menggunakan mikroskop makro dengan pembesaran 5,6X. Material benda uji yang digunakan adalah lembaran kuningan dengan variasi ketebalan 0,7 mm dan 0,8 mm. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa ketebalan material danclearance mempengaruhi kualitas lubang punching pada variasi ketebalan 0,7 mm dan 0.8 mm dengan Clearance 0,048mm, ketinggian burr pada ketebalan 0,8 mm lebih kecil dari pada ketebalan 0,7 mm, yaitu dengan nilai rata-rata 0,254 mm lubang sisi kiri dan 0,478 mm lubang sisi kanan. Kata Kunci : Ketebalan, Kelonggaran (Clearance), Burr, Punching tool viii
ABSTRACTION Process The formation and cutting of plate sheets is a process used in pressing machines to produce the shape of a workpiece using a pair of punch and cutting tools. The manufacturing process is called Punching where the workpiece material is placed between punch and dies with a square hole cutting result. In the process of cutting the workpiece there are several factors in determining the quality of cutting results, such as the clearance diameter between the punch and the dies, the shape of the cutting tool surface (punch) and the type of plate material and cutting tools. This thesis aims to design tool press tool as component of press test and expose influence of thickness variation of brass sheet to burr height. In this process the burr height is measured using a macro microscope with magnification of 5.6X. Material of test object that used is brass sheet with variation of thickness 0,7 mm and 0,8 mm. The results showed that the thickness of the material and the Clearance affect the quality of punching holes on the thickness variations of 0.7 mm and 0.8 mm with 0.048 mm clearance, burr height of 0.8 mm thickness smaller than the thickness of 0.7 mm, Average 0.254 mm of left side hole and 0.478 mm of right side hole. Keywords: Thickness, Clearance, Burr, Punching tool ix
KATA PENGANTAR Bismillahirrahmannirrahim Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadiran Allah SWT atas berkah dan rahmat-nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan berjudul PENGARUH VARIASI KETEBALAN MATERIAL LEMBARAN KUNINGAN TERHADAP KETINGGIAN BURR PADA PROSES PUNCHING dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir. H. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Ir. Subroto, MT selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bambang Waluyo Febriantoko, ST, MT selaku pembimbing yang senantiasa member koreksi dan bimbingannya. 4. Ir. Sartono Putro, MT selaku pembimbing akademik yang telah memberi nasehat selama ini. 5. Bapak dan ibu dosen pengajar Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. 6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah mendukung penuh dan juga kerelaan memberikan dukungan baik moril maupun materil didalam penyusunan Tugas Akhir ini. 7. Saudaraku adek Nurul aini yang memberi dorongan semangat dan dukungan selama ini. 8. Rekan-rekan Teknik Mesin seperjuangan angkatan 2011 yang telah memberikan dukungan serta bantuan dikala susah maupun senang. x
9. Sahabat satu kelompok penelitian Ervan dan Ides terima kasih atas kerjasama dan batuan selama ini. 10. Dan terakhir kepada seluruh pihak-pihak yang telah membantu dalam pembuatan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun, agar penulis dapat mengetahui dimana saja kekurangan laporan ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat berguna serta bermanfaat khususnya bagi penulis dan bagi pembaca pada umumnya. Surakarta, Juli 2017 Restu Gunawan xi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN KEASLIAN SKRIPSI... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR... v MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii ABSTRAK... viii KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR GRAFIK... xix DAFTAR TABEL... xxi BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Perumusan Masalah... 2 C. Batasan Masalah... 3 D. Tujuan Penelitian... 3 E. Manfaat Penelitian... 4 F. Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka... 6 2.2 Landasan Teori... 10 2.2.1 Proses Pemotongan Dengan Mesin Press... 10 2.2.2 Jenis-jenis Proses Pekerjan Sheet Metal... 18 2.2.3 Burr... 21 2.2.4 Tegangan Pada Proses Pemotongan Logam... 22 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian... 24 3.2 Tempat Penelitian... 26 xii
3.3 Alat Dan Bahan... 27 3.3.1 Alat Pengujian... 27 3.3.2 Alat Bantu Pengujian... 31 3.3.3 Alat Penelitian... 33 3.3.4 Bahan Penelitian... 34 3.4 Tahapan Pengujian Punching... 36 3.5 Bentuk Spesimen Proses Punching... 42 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian... 44 4.1.1 Foto Makro Eksperimen Pertama Proses PunchingDengan Tebal 0,7 mm... 44 4.1.2 Foto Makro Eksperimen Kedua Proses PunchingDengan Tebal 0,7 mm... 49 4.1.3 Foto Makro Eksperimen Ketiga Proses Punching Dengan Tebal 0,7 mm... 53 4.1.4 Grafik Ketinggian Burr pada Ketebalan Material 0,7 mm... 57 4.1.5 Foto Makro Eksperimen Pertama Proses Punching Dengan Tebal 0,8 mm... 59 4.1.6 Foto Makro Eksperimen Kedua Proses Punching Dengan Tebal 0,8 mm... 63 4.1.7 Foto Makro Eksperimen Ketiga Proses Punching Dengan Tebal 0,8 mm... 67 4.1.8 Grafik Ketinggian Burr pada Ketebalan Material 0,8 mm... 71 4.1.9 Grafik Perbandingan Nilai Rata-rata Ketinggian Burr... 73 4.2 Tabel Hasil Eksperimen Proses Punching... 74 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 75 5.2 Saran... 75 xiii
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Definisi Clearance (Baudouin, dkk, 2003)... 8 Gambar 2.2 Skema proses Blanking/punching(Gogo, 2008)... 8 Gambar 2.3Proses Punching pembuatan lubang... 11 Gambar 2.4Hasil Produk Punching... 12 Gambar 2.5 Jarak ruang melebar keluar (angular clearance)... 18 Gambar 2.6 Shear Forces pada proses cutting(suryadi, 2013)... 19 Gambar 2.7 Produk Proses Blanking(Suryadi, 2013)... 19 Gambar 2.8 Produk Proses Punching(Suryadi, 2013)... 20 Gambar 2.9Produk Proses Shearing(Suryadi, 2013)... 21 Gambar 2.10 Burrpada sisi potong (Suryadi, 2013)... 22 Gambar 2.11Grafik tegangan dan regangan Yield fenomena... 22 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian... 24 Gambar 3.2 Punching Tool... 27 Gambar 3.3 Design dies dan punch... 28 Gambar 3.4 dies dan punch... 30 Gambar 3.5Punch and die : a. Die set b. Punch set... 30 Gambar 3.6Gunting plat... 31 Gambar 3.7Jangka sorong digital... 32 Gambar 3.8 Peralatan Kunci... 32 Gambar 3.9Kamera handphone... 32 Gambar 3.10 Alat uji komposisi kimia (Spectrometer)... 33 Gambar 3.11 Mikroskop Makro Olympus SZX7... 34 Gambar 3.12 Lembaran kuningan ketebalan 0,7 mm... 35 Gambar 3.13 Lembaran kuningan ketebalan 0,8 mm... 36 Gambar 3.14 Dies(Cetakan)... 38 Gambar 3.15 Punch... 38 Gambar 3.16 Lembaran kuningan setelah di cutting... 39 xv
Gambar 3.17 Lembaran kuningan yang di masukkan di antara Die dan Punch... 40 Gambar 3.18 Produk punching setelah di cutting... 41 Gambar 3.19 Spesimen yang di ambil untuk pengambilan foto makro pada ketebalan material 0,7 mm... 41 Gambar 3.20 Spesimen yang di ambil untuk pengambilan foto makro pada ketebalan material 0,8 mm... 42 Gambar 3.21 Spesimen proses puncing dengan ketebal 0,7 mm... 42 Gambar 3.22 Spesimen proses puncing dengan ketebal 0,8 mm... 43 Gambar 4.1 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kiri ketebalan 0,7 mm yang direncanakan... 44 Gambar 4.2 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,7 mm... 45 Gambar 4.3 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kanan ketebalan 0,7 mm yang direncanakan... 45 Gambar 4.4 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,7 mm... 46 Gambar 4.5 Foto makro permukaan lubang sisi kiri ketebalan 0,7 mm yang di rencanakan... 46 Gambar 4.6 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kiri pada ketebalan material 0,7 mm... 47 Gambar 4.7 Foto makro permukaan lubang sisi kanan ketebalan 0,7 mm yang di rencanakan... 47 Gambar 4.8 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kanan pada ketebalan material 0,7 mm. 48 Gambar 4.9 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kiri ketebalan 0,7 mm yang direncanakan... 49 xvi
Gambar 4.10 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,8 mm... 49 Gambar 4.11 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kanan ketebalan 0,7 mm yang direncanakan... 50 Gambar 4.12 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,7 mm... 50 Gambar 4.13 Foto makro permukaan lubang sisi kiri ketebalan 0,7 mm yang di rencanakan... 51 Gambar 4.14 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kiri pada ketebalan material 0,7 mm... 51 Gambar 4.15 Foto makro permukaan lubang sisi kanan ketebalan 0,7 mm yang di rencanakan... 52 Gambar 4.16 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kanan pada ketebalan material 0,7 mm. 52 Gambar 4.17 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kiri ketebalan 0,7 mm yang direncanakan... 53 Gambar 4.18 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,7 mm... 53 Gambar 4.19 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kanan ketebalan 0,7 mm yang direncanakan... 54 Gambar 4.20 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,7 mm... 54 Gambar 4.21 Foto makro permukaan lubang sisi kiri ketebalan 0,7 mm yang di rencanakan... 55 Gambar 4.22 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kiri pada ketebalan material 0,7 mm... 55 xvii
Gambar 4.23 Foto makro permukaan lubang sisi kanan ketebalan 0,7 mm yang di rencanakan... 56 Gambar 4.24 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kanan pada ketebalan material 0,7 mm. 56 Gambar 4.25 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kiri ketebalan 0,8 mm yang direncanakan... 59 Gambar 4.26 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,8 mm... 59 Gambar 4.27 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kanan ketebalan 0,8 mm yang direncanakan... 60 Gambar 4.28 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,8 mm... 60 Gambar 4.29 Foto makro permukaan lubang sisi kiri ketebalan 0,8 mm yang di rencanakan... 61 Gambar 4.30 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kiri pada ketebalan material 0,8 mm... 61 Gambar 4.31 Foto makro permukaan lubang sisi kanan ketebalan 0,8 mm yang di rencanakan... 62 Gambar 4.32 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kanan pada ketebalan material 0,8 mm. 62 Gambar 4.33 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kiri ketebalan 0,8 mm yang direncanakan... 63 Gambar 4.34 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,8 mm... 63 Gambar 4.35 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kanan ketebalan 0,8 mm yang direncanakan... 64 xviii
Gambar 4.36 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,8 mm... 64 Gambar 4.37 Foto makro permukaan lubang sisi kiri ketebalan 0,8 mm yang di rencanakan... 65 Gambar 4.38 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kiri pada ketebalan material 0,8 mm... 65 Gambar 4.39 Foto makro permukaan lubang sisi kanan ketebalan 0,8 mm yang di rencanakan... 66 Gambar 4.40 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kanan pada ketebalan material 0,8 mm. 66 Gambar 4.41 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kiri ketebalan 0,8 mm yang direncanakan... 67 Gambar 4.42 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,8 mm... 67 Gambar 4.43 Foto makro ketinggian burr pada lubang punching sisi kanan ketebalan 0,8 mm yang direncanakan... 68 Gambar 4.44 Hasil foto makro pembesaran 5.6X ketinggian burr dan karakteristik tepi lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,8 mm... 68 Gambar 4.45 Foto makro permukaan lubang sisi kiri ketebalan 0,8 mm yang di rencanakan... 69 Gambar 4.46 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kiri pada ketebalan material 0,8 mm... 69 Gambar 4.47 Foto makro permukaan lubang sisi kanan ketebalan 0,8 mm yang di rencanakan... 70 Gambar 4.48 Hasil foto makro pembesaran 5.6X permukaan lubang punching sisi kanan pada ketebalan material 0,8 mm. 70 xix
DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Grafik 4.2 Grafik 4.3 Grafik 4.4 Grafik 4.4 Grafik 4.4 Perbandingan ketinggian burr lubang punching pada eksperimen pertama kedua dan ketiga sisi kiri pada ketebalan material 0,7 mm dengan clearance 0,048 mm... 57 Perbandingan ketinggian burr lubang punching pada percobaan pertama kedua dan ketiga sisi kanan pada ketebalan material 0,7 mm dengan clearance 0,048 mm... 58 Perbandingan ketinggian burr lubang punching pada eksperimen pertama kedua dan ketiga sisi kiri pada ketebalan material 0,8 mm dengan clearance 0,048 mm... 71 Perbandingan ketinggian burr lubang punching pada eksperimen pertama kedua dan ketiga sisi kanan pada ketebalan material 0,8 mm dengan clearance 0,048 mm... 72 perbandingan nilai rata-rata ketinggian burr lubang punching sisi kiri pada ketebalan 0,7 mm dan 0,8 mm... 73 perbandingan nilai rata-rata ketinggian burr lubang punching sisi kanan pada ketebalan 0,7 mm dan 0,8 mm... 73 xx
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 NilaiAllowance untuk tiga kelompok lembaran... 16 Tabel 3.1 Data pengujian komposisi kimia di poiteknik manufaktur... 34 Tabel 3.2 brass sheet alloy UNS C87900 (MatWeb Material Property Data)... 35 Tabel 3.3Data pengujian komposisi kimia di poiteknik manufaktur... 35 Tabel 3.4brass sheet alloy UNS C36500 (MatWeb Material Property Data)... 36 Tabel 4.1 Hasil Eksperimen Proses Punching... 74 xxi