PA 218321018 Nazma Nurmadyan Artikel [PDF]

Citation preview

Koleksi Rancangan Teknologi Perancangan Perkakas Presisi Perpustakaan Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur Politeknik Manufaktur Bandung KRTPP | Vol. | No. | Tahun 2021 ISSN (P): | ISSN (E): DOI:



PERANCANGAN GROUP TOOL STAY FUEL TANK 1 TIPE B3M UNTUK MOTOR YAMAHA WR 155 R Nazma Nurmadyan1, Yuliar Yasin Erlangga2 Mahasiswa Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Bandung email: [email protected] 2 Dosen Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Bandung email: [email protected] 1



Informasi Artikel:



ABSTRAK



Diterima:



Stay Fuel Tank 1 tipe B3M merupakan pelat bermaterial logam jensi



Disetujui: Dipulikasikan: Kata Kunci:



Group Tool Stay Fuel Tank Half Piercing Bending Flanging



SPHC yang berfungsi sebagai pelat landasan pada tangka bahan bakar motor WR 155 R. Komponen ini dibuat dengan beberapa proses diantaranya blanking, piercing, half piercing, bending 146,13˚, bending 90˚, dan flanging, sehingga untuk membuat produk tersebut memerlukan lima hingga enam tool. Pada proyek akhir ini dibuat rancangan tool yang dapat menggabungkan proses half piercing, bending 146,13˚, bending 90˚, dan flanging menjadi satu tool. Adapun tool yang dirancang berjenis group tool dengan memiliki dua station. Station 1 untuk proses half piercing dan bending 146,13˚, sedangkan station 2 untuk proses bending 90˚dan flanging. Rancangan tool yang dihasilkan memiliki dimensi lebar 200 mm, panjang 580 mm, dan tinggi 306,6 mm. Gaya yang dibutuhkan untuk melakukan proses pembentukan pada tool adalah 3,5 ton dengan menggunakan mesin press Seyi Seri SN 1-80 tipe S dengan kapasitas 80 ton.



Group tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M



jtrm.polman-bandung.ac.id 1 | KRTPPP



Nazma Nurmadyan, Yuliar Yasin Erlangga 1



PENDAHULUAN



Dilansir dari beberapa sumber internet pada tahun 2019, Yamaha hendak mengeluarkan lebih dari 5 tipe kendaraan bermotor roda dua. Salah satu project yang dikerjakan Yamaha pada tahun tersebut adalah kendaraan bermotor roda dua dengan tipe B3M. Kendaraan bermotor roda dua tipe B3M yang dikeluarkan oleh Yamaha tentunya memiliki perbedaan dengan kendaraan bermotor roda dua sebelumnya. Oleh sebab itu, sebagian besar komponen pada kendaraan ini merupakan desain baru. Salah satu komponen tersebut adalah Stay Fuel Tank. Komponen Stay Fuel Tank merupakan salah satu komponen bagian tangki bahan bakar pada motor tipe B3M yang berfungsi sebagai pelat landasan bagi komponen lainnya yang berpasangan. Komponen ini berbahan dasar pelat dengan material logam berjenis SPHC dan tebal 1,6 mm. Produk ini kemudian menjadi salah satu project yang diterima oleh PT Berdikari Metal Engineering dari PT Yamaha Indonesia Motor Manufacturing sebagai customer pada tahun 2019.



Gambar 1.1 Produk Stay Fuel Tank 1 tipe B3M



Tahapan proses pembuatan Stay Fuel Tank di PT Berdikari Metal Engineering diantaranya proses blanking dan piercing (compound), half piercing, bending 146,13˚, bending 90˚, dan flanging. Half piercing merupakan proses pembentukan pada pelat, di mana dalam proses pembentukannya memiliki sistem yang sama dengan pemotongan piercing, yang membedakan pada proses half piercing, pelat dibentuk oleh punch tidak sampai membuat pelat terputus. Proses pembuatan produk dilakukan menggunakan press tool jenis compound (untuk proses blanking dan piercing) dan lima single tool dengan menggunakan lima mesin press secara bersamaan. Untuk mengefisienkan jumah tool dan mengurangi jumlah penggunaan mesin press yang digunakan pada saat proses produksi , maka akan dirancang press tool dengan menggunakan jenis group tool untuk produk tersebut.



Gambar 1.2 Tahapan proses pembuatan Stay Fuel Tank 1 tipe B3M



2 | JRTM



Perancangan Group Tool Stay Fuel Tank Tipe B3M untuk Motor Yamaha WR 155 R Berdasarkan penjelasan di atas, terdapat rumusan masalah yaitu akan dibahas mengenai perancangan tool untuk produk Stay Fuel Tank pada motor WR 155 R. Jenis tool yang dirancang yaitu group tool dengan station 1 untuk proses half piercing dan bending 146,13˚, sedangkan pada station 2 untuk proses bending 90˚ dan flanging. Adapun tujuan yang ingin dicapai yaitu menghasilkan rancangan group tool , kajian perhitungan pada rancangan tool, dan dokumentasi teknik berupa gambar susunan dan gambar bagian. 2.



PROSES PERANCANGAN



2.1 Metode Perancangan Proses perancangan yang dilakukan mengacu kepada metoda perancangan VDI 2222 (Verien Deutsche Ingenieuer / Persatuan Insinyur Jerman) yang dipadukan dengan modifikasi metoda perancangan 2.2 Merencana Komponen Stay Fuel Tank 1 tipe B3M merupakan salah satu komponen bagian tangka bahan bakar pada motor WR 155 R yang berfungsi sebagai pelat landasan bagi komponen lainnya yang berpasangan. Komponen ini berbahan dasar pelat dengan material logam berjens SPHC dan tebal 1,6 mm. Adapun dimensi terluar dari produk ini adalah 33,67 mm x 46,29 mm x 80,6 mm. Dalam pembuatan komponen ini semula melalui lima tahapan proses. Pada karya tulis ini, penulis akan merancang sebuah tool baru yang merupakan hasil penyatuan empat tahapan proses pembentukan pada empat buah single tool menjadi dua tahapan proses dalam satu tool (group tool). Untuk menjamin ketercapaian tuntutan produk seperti yang diuraikan di atas, maka tool yang akan dirancang harus memiliki beberapa acuan yang dapat berfungsi sebagai indikator dan menghasilkan komponen sesuai dengan tuntutan yang diinginkan. Untuk itu, berikut ini adalah daftar tuntutan dari produk Stay Fuel Tank 1 tipe B3M: Tabel 2.1 Daftar tuntutan TUNTUTAN Dimensi Produk Tebal Material Material Proses Assy Tool Proses Pemeliharaan Tool Pencekaman Tool Kapasitas Mesin Press Dimensi RAM Dimensi Bolster



Die Height



KUANTIFIKASI TUNTUTAN PRODUK Sesuai dengan gambar kerja yang terlampir 1,6 mm SPHC 270 TUNTUTAN TOOL Mudah dalam proses bongkar pasang tool Mudah dalam proses preventive dan corrective



maintenance tool



Klem bebek TUNTUTAN MESIN Minimal 120% gaya tool Minimal sama dengan ukuran pelat atas tool Minimal sama dengan ukuran pelat bawah tool Minimal sama dengan ukuran total tinggi tool



3 | KRTPPP



Nazma Nurmadyan, Yuliar Yasin Erlangga 2.3 Mengonsep Tahapan yang dilakukan dalam melakukan proses mengonsep ini diantaranya melakukan studi literatur sebaai acuan pembuatan group tool, membuat alternatif konsep rancangan, dan melakukan kajian proses berupa perhitungan pada rancangan tool. 2.3.1 Studi Referensi Referensi konstruksi yang diperoleh dalam perancangan tool ini berasal dari beberapa buku, jurnal, sumber internet, dan hasil diskusi dengan pembimbing. Berdasarkan proyek akhir yang berjudul “Perancangan Group Tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M untuk Motor Yamaha WR 155 R”, ditulis oleh Nazma Nurmadyan pada tahun 2021 di Politeknik Manufaktur Bandung, maka didapat konsep rancangan group tool sebagai berikut. 2.3.2 Alternatif Konstruksi a. Alternatif 1 Pada alternatif 1 ini, station 1 (half piercing dan bending) dan station 2 (bending dan flanging) dibuat dengan jenis push through. Pada station 1, punch bending 146,13˚ dan punch half piercing berada pada upper assy sedangkan dies bending 146,13˚ berada pada lower assy. Sedangkan pada station 2 menggunakan sistem inverted, di mana punch bending 90˚ yang juga merupakan punch flanging berada pada lower assy. Pada kedua station membutuhkan pin locator dan magnet untuk memudahkan pemosisian blank pada setiap station. Magnet dibutuhkan sebab bentukan dies yang menumpu blank hanya sedikit, supaya blank tidak jatuh atau miring, maka ditambahkan magnet tersebut. Bentukan bending 90˚ pada station 1 akan terbentuk lebih dahulu, baru kemudian proses half piercing. Sedangkan pada station 2, bentukan bending 90˚ dan flanging akan terbentuk bersamaan dengan proses bending 146,13˚ pada station 1.



Gambar 2.1 Alternatif konstruksi 1



b. Alternatif 2 Pada alternatif konstruksi 2, station 1 (half piercing dan bending 146,13˚) dibuat dengan jenis push through. Di mana pada proses bending 146,13˚ dan half piercing dibuat dengan jenis push through, punch berada di bagian upper assy sedangkan dies berada di bagian lower assy. 4 | JRTM



Perancangan Group Tool Stay Fuel Tank Tipe B3M untuk Motor Yamaha WR 155 R Sedangkan pada station 2 (bending 90˚ dan flanging) dibuat dengan jenis push through. Di mana posisi punch berada di bagian upper assy sedangkan dies berada di bagian lower assy. Bentukan bending 146,13˚ pada station 1 akan terbentuk terlebih dahulu baru kemudian proses half piercing. Begitu pula bentukan bending 90˚ dan flanging pada station 2 akan terbentuk bersamaan dengan bentukan bending 146,13˚ pada station 1.



Gambar 2.2 Alternatif konstruksi 2



Berdasarkan daftar tuntutan dan fungsi konstruksi, maka alternatif konstruksi yang digunakan adalah konsep konstruksi alternatif 2. Sebab pada konsep alternatif 2 proses loading-unloading pada kedua station lebih mudah, konstruksi lebih proporsional, dan mudah dalam proses assembly sehingga memudahkan proses corrective maintenance. 2.4 Merancang Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan dan pemilihan komponen standar pada rancangan. Selain itu juga akan dibuat rancangan berupa gambar draft. 2.4.1 Kajian Perhitungan a.



Perhitungan bentangan Tabel 2.2 Perhitungan bentangan secara manual No. Rumus 1 2 3



𝝅 × 𝜶 𝒌×𝒕 (𝒓𝒃 + ) 𝟏𝟖𝟎° 𝟐 𝝅 × 𝜶 𝒌×𝒕 (𝒓𝒃 + ) 𝟏𝟖𝟎° 𝟐 𝝅 × 𝜶 𝒌×𝒕 (𝒓𝒃 + ) 𝟏𝟖𝟎° 𝟐 R total L blank



Dimensi 3,2 mm 3,2 mm 5,2 mm 11,6 mm 76,6 mm



5 | KRTPPP



Nazma Nurmadyan, Yuliar Yasin Erlangga Selain mencari bentangan dengan menggunakan hasil perhitungan manual, penulis juga mendapatkan data bentangan hasil trial terakhir di PT Berdikari Metal Engineering. Berikut merupakan hasil perbandingan bentangan antara perhitungan manual dan trial perusahaan.



Gambar 2.3 Perbandingan bentangan hasil perhitungan manual dan trial perusahaan



Berdasarkan hasil pertimbangan penggunaan bentangan pada proses pembentukan blank, dipilih bentangan hasil trial perusahaan. Sebab produk dengan menggunakan bentangan hasil trial terakhir perusahaan sudah terbukti presisi dan sesuai dengan permintaan customer. b.



Perhitungan gaya dan pemilihan mesin press Perhitungan



Clearance Gaya Half Piercing Gaya Bending 146,13˚ Gaya Bending 90˚ Gaya Flanging Gaya Pad 1 Gaya Pad 2 Gaya Stripper Gaya Tool Kapasitas Mesin



Tabel 2.3 Perhitungan gaya Rumus Us = s . c Fs = 0,8 . l . s . Rm Fb = 0,33 . B . s . Rm Fb = 0,33 . B . s . Rm Fb = 0,33 . B . s . Rm Fpad1 = 30% . (Fb + W) Fpad2 = 30% . (Fb + W) Fstripper = 5% . Fs Fb + Fs + Fpad + Fstripper 120 % . Ftool



Hasil 0,08 mm/sisi 1.356,48 N 5.702,4 N 5.702,4 N 11.533,1 N 1.711,8 N 3.461,3 N 67,8 N 29.535,3 N 35.442,4 N ≈ 3,5 ton



Berdasarkan perhitungan kapasitas mesin serta pertimbangan dimensi, maka dipilih mesin press Seyi Seri SN 1-80 tipe S dengan kapasitas 80 ton, dimensi ram 560 mm x 460 mm, dimensi bolster 1050 mm x 600 mm, dan die height maksimal 330 mm. Mesin tersebut merupakan mesin yang terdapat di PT Berdikari Metal Engineering. c. Pemilihan pegas Pada konstruksi yang dirancang terdapat tiga jenis pegas yang berfungsi sebagai pegas pad 1, pegas pad 2, dan pegas stripper. Untuk itu, perlu dilakukan pemilihan pegas pada masingmasing fungsi secara terpisah. Berikut ini adalah pegas yang dipilih. 1) Pegas pad 1 = MISUMI SWL 25-50 2) Pegas pad 2 = MISUMI SWM 25-70 3) Pegas stripper = MISUMI SWB 22-40 d. Pemilihan komponen standar Dalam rancangan group tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M ini, ada beberapa komponen standar lain selain pegas yang perlu dilakukan perhitungan sebelum menentukan jenis komponen



6 | JRTM



Perancangan Group Tool Stay Fuel Tank Tipe B3M untuk Motor Yamaha WR 155 R standar yang akan digunakan. Adapun komponen standar tersebut adalah spring plungers dan hook. Berikut ini adalah komponen standar yang dipilih. 1) Spring plungers = MISUMI PJL 8-5 2) Hook = MISUMI CHP 12 2.4.2 Draft Rancangan



Gambar 2.4 Draft rancangan group tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M



2.5 Penyelesaian Tahap akhir dari membuat suatu rancangan adalah membuat gambar 3D modelling, gambar kerja, dan gambar susunan yang kemudian akan digunakan untuk proses pembuatan di bengkel kerja. Selain itu, gambar kerja bagian dan gambar susunan dapat dijadikan sebagai dokumentasi bagi suatu perusahaan. Gambar tahapan proses, gambar kerja susunan dan bagian dapat dlilihat pada lampiran karya tulis berjudul “Perancangan Group Tool Stay Fuel Tank 1 Tipe B3M Untuk Motor Yamaha WR 155 R”. Berikut merupakan gambar 3D modelling group tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M yang dibuat menggunakan software Solidworks.



Gambar 2.5 3D modelling group tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M



7 | KRTPPP



Nazma Nurmadyan, Yuliar Yasin Erlangga 3. PENUTUP 3.1 Kesimpulan Telah dihasilkan rancangan press tool dengan jenis group tool yang memiliki spesifikasi sebagai berikut. 1) Group tool produk komponen Stay Fuel Tank 1 tipe B3M dirancang menggunakan sistem push through pada setiap station dengan urutan proses adalah station 1 proses bending 146,13˚ dan half piercing, dan station 2 proses bending 90˚ dan flanging. 2) Gaya yang dibutuhkan untuk membentuk produk yaitu 3,5 ton. 3) Dimensi tool yang dirancang berukuran 200 mm x 306,6 mm x 580 mm. 4) Mesin press yang digunakan adalah mesin press Seyi seri SN-1-80 tipe S dengan kapasitas maksimal 80 ton, dimensi ram 560 mm x 460 mm, dimensi bolster 1050 mm x 600 mm, dan die height maksimal 330 mm. 5) Penyelesaian proyek akhir ini berupa dokumentasi teknik yang terdiri dari gambar draft, gambar susunan, gambar bagian, tahapan proses, dan perhitungan dari rancangan group tool Stay Fuel Tank 1 tipe B3M. Group tool ini merupakan hasil dari optimalisasi press tool yang digunakan pada urutan proses pembuatan sebelumnya dalam memproduksi produk Stay Fuel Tank 1 tipe B3M. 3.2 Saran Adapun saran pada rancangan yang dibuat adalah sebagai berikut. 1) Apabila rancangan dibuat kemudian hari lalu terjadi springback pada produk hasil station 1, maka perlu adanya pengurangan sudut (prediksi springback sampai dengan 3˚ pada punch dan dies bending 146,13˚. 2) Pelaksanaan preventive maintenance harus dilakukan, hal ini dilakukan sebagai bentuk upaya pencegahan adanya produk NG akibat adanya suatu masalah pada tool maupun mesin press. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]



Budiarto. 2009. Langkah Perancangan Presstool. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung. Budiarto. Presstool 1 (Proses Pemotongan). Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung Budiarto. 2012. Sheet Metal Forming 2. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung Goeritno, Wahjoe, dkk. 2000. Standar Polman Seri 0. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung. Hakim, Adies Rahman. 2005. Kekuatan Bahan Dasar. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung. Mahmudah, Aida. 2000. Gambar Teknik Mesin. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung. Misumi. 2007. Standard Components for Press Die. Tokyo: MISUMI Corporation.



8 | JRTM