Jig and Fixture Drill

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Untuk mengurangi biaya produksi, peningkatan efisiensi proses manufaktur suatu produk sangat berpengaruh, terutama dengan menurunkan waktu proses manufakturnya. Dalam penelitian ini, waktu proses manufaktur diidentisikasikan dengan penurunan waktu setup dan proses pemotongannya (perautan). Hampir setiap proses produksi didukung oleh pemakaian mesin perkakas. Penggunaan mesin ini tergantung kepada spesifikasi produk yang akan dibuat. Semakin komplek bentuk produk tersebut, maka akan semakin rumit pula perkakas yang digunakan. Mesin perkakas akan lebih berfungsi bila dilengkapi pula dengan perkakas bantu. Jenis perkakas bantu tersebut antara lain jig dan fixture. Penggunaan jig dan fixture ini disesuaikan dengan fungsi dan karakteristiknya. Dimana Jig adalah suatu alat penuntun dari pahat dan sebagai pemegang benda kerja yang tidak terikat secara tetap pada mesin tempat alat itu dipakai. Sedangkan fixture adalah perkakas pemegang benda kerja yang terikat secara tetap pada mesin dimana alat tersebut berada. Jig and fixture merupakan “perkakas bantu” yang berfungsi untuk memegang dan atau mengarahkan benda kerja sehingga proses manufaktur suatu produk dapat lebih efisien. Selain itu jig and fixture juga dapat berfungsi agar kualitas produk dapat terjaga seperti kualitas yang telah ditentukan. Dan juga, Jig dan fixture berfungsi membantu atau menolong pelaksanaan proses produksi, tetapi tidak merubah geometris dari benda kerja. Dengan menggunakan perkakas bantu ini diharapkan produk yang dihasilkan memiliki ketelitian yang tinggi, kepresisian yang tepat, akurasi, dan sesuai dengan bentuk produk yang diinginkan. Dengan adanya jig & fixtures, tidak diperlukan lagi skill operator dalam melakukan operasi manufaktur, dengan kata lain pengerjaan proses manufaktur akan lebih mudah untuk mendapatkan kualitas produk yang lebih tinggi ataupun laju produksi yang lebih tinggi pula. Filosofi dari Group technology adalah mendapatkan keuntungan dari pengelompokan sejumlah produk, baik atas dasar kesamaan perancangannya atupun atas dasar kesamaan proses manufakturnya. Dalam penelitian ini, kesamaan proses adalah yang menjadi pertimbangkan untuk meningkatkan efisiensi proses manufaktur.

Dengan demikian, efisiensi proses manufaktur suatu produk dapat ditingkatkan (mereduksi waktu setup dan waktu proses perautan ) melalui perancangan jig and fixture pada proses manufaktur sekelompok produk.

1.2

TUJUAN PENGGUNAAN JIG DAN FIXTURE

Tujuan dari penggunaan Jig & Fixture adalah: 

Aspek Teknis / Fungsi:  Mendapatkan ketepatan ukuran  Mendapatkan keseragaman ukuran



Aspek Ekonomi:  Mengurangi ongkos produksi dengan memperpendek waktu proses  Menurunkan ongkos produksi dengan pemakaian bukan operator ahli / trampil  Meningkatkan efisiensi penggunaan alat atau mesin  Optimalisasi mesin yang kurang teliti  Mengurangi waktu inspeksi dan alat ukur  Meniadakan kesalahan pengerjaan (reject)



Aspek Sosial / Keamanan:  Mengurangi beban kerja fisik operator  Mengurangi resiko kecelakaan kerja

Sebelum jig & fixture dibuat, perlu sekali dilakukan kajian dari sisi ekonomi, karena hasil akhir dari penggunaan jig & fixture tidak lain adalah keuntungan secara ekonomi.

1.3 PERTIMBANGAN UMUM PEMBUATAN JIG DAN FIXTURE Sebelum memutuskan penggunaan JF pada suatu proses produksi, harus mempertimbangkan beberapa tuntutan – tuntutan di bawah ini: a) Tuntutan Fungsi 

Tuntutan fungsi yang utama dalam penggunaan JF adalah bentukan dan toleransi yang diharapkan dapat tercapai.



Keseragaman ukuran pada produk masal dapat tercapai.



Waktu proses sebelum penggunaan JF yang panjang akibat penyetingan dan penanganan benda kerja berkurang secara nyata.



Pada penggunaan checking fixture, ukuran atau bentukan yang diterima dan tidak dapat segera dikenali.

b) Tuntutan Penanganan/Pengoperasian 

JF harus dapat dioperasikan dengan cepat dan mudah walaupun dengan operator awam sekalipun.



Penggunaan aspek ergonomi diperhatikan.



Elemen operasi mudah dikenali dan dimengerti cara kerjanya.



Perlu mempertimbangkan aspek pengguna. Misalnya: alat bantu khusus jika menggunakan opratos cacat, dll.

c) Tuntutan Ekonomi 

Biaya penggunaan JF tidak terlampaui.



Target pencapaian BEP (Break Even Point) tercapai.

d) Tuntutan Konstruksi 

Optimalisasi penggunaan elemen standar.



Rancangan hendaknya logis dan tidak berlebihan (over design).



Penggunaan elemen yang lepas pasang mempertimbangkan waktu penanganan.



Elemen yang lepas pasang harus diikat agar tidak jatuh atau hilang.



JF yang bergerak atau berputar harus diseimbangkan terlebih dahulu.



Penggunaan elemen yang mengunci sendiri (self locking) pada mesin yang memiliki getaran tinggi atau tergesernya benda kerja akibat kerusakan alat potong sangat perlu dipertimbangkan.

e) Tuntutan Keamanan 

Aspek umum keselamatan di tempat kerja diperhatikan.



Pengamanan terhadap bahaya listrik, mekanik, dan tekanan yang berlebihan.



Pengamanan pada saat proses pemesinan atau kegagalan pemesinan.



Pengamanan terhadap kegagalan sumber tenaga pencekaman.



Keamanan terhadap benda kerja akibat kesalahan peletakan, pencekaman, dan saat proses.

Tidak semua tuntutan diatas muncul secara bersama – sama pada saat perancangan JF. Perancang dapat menentukan skala prioritas untuk setiap alat yang di buat.

1.4

ASPEK TEKNIS PEMBUATAN JIG DAN FIXTURE Sebelum memutuskan penggunaan JF pada suatu proses produksi, sangat perlu di

pertimbangkan pemenuhan tuntutan – tuntutan di bawah ini: 1)

Peletakan Benda Kerja (Location) Benda kerja memiliki ruang yang cukup pada peletakannya dan tidak memungkinkan

benda terbalik atau salah pasang untuk menghindari kesalahan pengerjaan. Titik peletakan cukup jelas terlihat oleh operator. Dalam hal benda kerja memiliki ukuran mentah seperti benda tuangan (casting) dimungkinkan peletakan yang dapat diatur (adjustable) untuk menjaga keausan locator atau variasi ukuran benda kerja.

2)

Pencekaman (Clamping) Penyusunan atau peletakan pencekam dan besarnya gaya pencekaman benar – benar

meniadakan gaya reaksi akibat gaya – gaya luar akibat pemotongan benda kerja / proses. Gaya pencekaman tidak menyebabkan benda kerja terdeformasi atau merusak permukaannya. Pencekaman harus logis dan mudah.

3)

Penanganan (Handling) Komponen control dan JF keseluruhan harus ringan dan mudah untuk dinaik-turunkan

dari dank e mesin. Untuk itu elemen untuk memegang dan memindahkan JF harus tersedia. Tidak ada sisi tajam pada JF. Benda kerja yang kecil dan sulit dalam pemasangan / pelepasan, di berikan kemudahan.

4)

Kelonggaran (Clearance) Tersedia cukup ruang untuk pembuangan beram hasil pemotongan jika beram tidak

diinginkan terbuang keluar melaui arah yang sama dengan pemotongan. Penggunaan celah untuk tangan operator / alat bantu yang dimaksudkan untuk mengeluarkan beram yang tersumbat sangat dimungkinkan.

5)

Kekakuan / Stabilitas (Rigidity / Stability) Meskipun JF diharapkan seringan mungkin, kestabilan juga sangat diperlukan,

proporsional terhadap besar benda kerja dan gaya luar yang bekerja. Jika perlu di gunakan pengikatan baut – mur terhadap mesin.

6)

Bahan (Material) Komponen utama yang mendapatkan gesekan dan atau tumbukan gaya menggunakan

material Tool Steel atau mendapatkan perlakuan pengerasan. Penggunaan material sisipan (insert) pada komponen yang bergesekan dimaksudkan untuk penggantian. Jika digunakan komponen yang di las, perlu dilakukan perlakuan stress relief setelah pengelasan atau sebelum pemesinan untuk menghindari tegangan dalam maupun pelentingan akibat las.

7)

Toleransi (Tolerance) Toleransi pengerjaan komponen JF yang berhubungan dengan hasil proses adalah

sepertiga dari toleransi benda kerja. Misalnya jarak lubang yang akan diproses pada benda kerja memiliki toleransi ± 0.3 mm, maka toleransi pada jignya untuk setting jarak antar pengarah (bush) adalah 0.1 mm.

1.5

JENIS – JENIS JIG Jig bias dibagi atas 2 kelas : jig gurdi dan jig bor. Jig bor digunakan untuk mengebor lobang

yang besar untuk digurdi atau ukurannya aneh (gambar 2). Jig gurdi digunakan untuk menggurdi (drilling), meluaskan lobang (reaming), mengetap, chamfer, counterbore, reverse spotface atau reverse countersink (gambar 3). Jig dasar umumnya hampir sama untuk setiap operasi pemesinan, perbedaannya hanya dalam ukuran dan bushing yang digunakan.

JIG AND FIXTURE DRILL 2

4

1

3

5  Komponen Jig and fixture: 1. Rahang utama 2. Rahang gerak 3. Rel rahang utama 4. Penghubung 5. Tuas  Perangkaian alat: 

Satukan rahang gerak dengan rahang utama.



Pasang rahang utama yang sudah disatukan dengan rahang gerak pada rel rahang utama



Penghubung dipasang pada tuas dengan menggunakan poros diameter10mm



Pasang penghubung yang sudah terpasang tuas pada rahang gerak

 Prinsip kerja alat: 

Ketika tuas diangkat ke atas, pusat putar tuas ada di lubang bagian atas



Akibat pengaruh pusat tuas, maka gerak yang dihasilkan adalah gerak melingkar yang akan membawa penghubung tertarik kebelakang.



Karena adanya tarikan kebelakang dari penghubung, maka rahang gerak tertarik ke belakang sehingga jarak antar rahang utama melebar(posisi buka).



Pasang benda kerja



Setelah benda kerja menyentuh stopper yang ada pada rahang utama dan benda tidak dapat bergerak turun



Turunkan tuas yang akan mendorong penghubung



Penghubung mendorong rahang gerak. Sehingga jarak antara rahang utama dan rahang tetap menyempit(posisi cekam)



Tahan kuat dengan menggunakan gaya tangan.

 Keunggulan alat: 

Pusat drilling bisa diatur melalui rel rahang utama sehingga alat ini lebih efisien karena tidak perlu membongkar mur baut yang ada pada meja drill. Namun hanya memutar ulir penggerak yang berada di bawahnya tuas.



Alat ini relativ lebih cepat cara menguncinya jika dibandingkan dengan menggunakan ulir, karena alat ini mengunakan tuas untuk mengunci bendanya.

 Kekurangan alat: 

Bentuk alat ini komplek sehingga sulit untuk membuatnya.



Alat ini tidak bisa digunakan untuk mengebor dengan kedalaman tertentu karena alat ini belum memiliki stopper untuk proses pengeborannya.

 Cara pembuatan alat: 

Pertama siapkan besi dengan ukuran sebagai berikut: 1. 20x80x55 mm 2. 10x300x150 mm 3. 60x75x120 mm 4. 48x20x170 mm



Kemudian untuk membuat rahang gerak kita memakai besi ukuran 30x75x120 mm berikut tahap-tahap pembuatan rahang gerak: -

pembuatan bagian belakang rahang gerak

belakang rahang gerak

-

Pertama potong besi 60x75x120 mm

-

Kemudian dilakukan proses frais

Yang sudah di frais

Yang akan di frais

-

Jika kedua sisi sudah di frais maka proses selanjutnya adalah di frais bagian sisi bawah dan proses drilling pada sisi samping.

Proses drilling

Proses frais

-

Tahap selanjutnya adalah pembuatan kaki dengan cara welding

-

Kemudian tahap selanjutnya proses welding yang berfungsi menyatukan kaki dan badan rahang gerak.

Proses welding



Setelah rahang gerak selesai dikerjakan tahap selanjutnya adalah pembuatan rahang utama dengan menggunakan besi ukuran 10x300x150 mm -

Berikut bagian-bagian yang harus disiapkan untuk menjadi rahang utama

-

Potong besi tersebut dengan menggunakan las cutting seperti gambar berikut :

-

Kemudian untuk tahap selanjutnya adalah welding antara papan rahang utama denagn tiang penyangga tuas. Proses pembuatan tiang penyangga tuas sangatlah mudah dengan memotong besi ukuran 30x10x73 mm yang kemudian di lakukan proses drilling pada pusat 15,10 pada ujung atas tiang

Welding

-

Kemudian dilakukan proses welding untuk sekian kalinya untuk memasang kaki rel dan rumah untuk baut penggerak rahang utama. Untuk membuat kaki rel di gunakan proses frais dan untuk pembuatan rumah untuk baut penggerak rahang utama digunakan proses drilling

-

Selanjutnya pemasangan rahang gerak agar rahang dapat bekerja pada rahang utama yang kemudian dilanjutkan dengan proses welding yang menggabungkan V-block dan meja rahang utama.

weld

Ini berguna untuk memudahkan pemasangan rahang gerak pada rahang utama



Pembuatan penghubung juga sangatlah mudah yaitu dengan memotong plat dengan ukuran 60x7x10 mm yang kemudian di lakukan proses drilling dua kali dengan diameter 5mm pada tiap sisinya lalu kemudian di fillet R5.

Grinding process

drilling diameter 10mm



Pembuatan tuas -

Pertama potong besi ukuran 48x150x20 mm

-

Kemudian potong juga besi ukuran 48x20x20 mm dengan sudut 110

-

Kemudian dengan proses welding dua besi tersebut disatukan.

Welding Process

-

Selanjutnya adalah proses drilling dengan lubang diameter 10

Drilling process



Pembuatan kaki rel rahang utama -

Pertama potong besi ukuran 10x145x30

-

Kemudian frais dengan bentuk sebagai berikut

Proses frais I

-

Selanjunta proses frais pada sisi pada gambar berikut Proses frais II Proses frais I

-

Berikutnya adalah proses frais pada sisi berikut

Proses frais II Proses frais I

Proses frais III

-

Buat seperi ini sebanyak 2buah namun pandangan adalah mirror.

-

Selanjutnya potong besi ukuran 57x30x10 mm yang kemudian dilakukan proses drilling seperti gambar berikut lalu dilakukan proses pembuatan ulir dalam.

Proses tapping

Ulir dalam

-

Kemudian dilakukan proses welding yang menggabungkan antar bagian-bagian yang telah dibuat untuk pembuatan rel rahang utama

Proses welding

 Benda jadi