Priyamanggala, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 17-24

## Perancangan Jig and fixture Untuk Pembuatan Ragum Tipe 125
Akil Priyamanggala a, *, M Yazid Diratama a , Riki Cahyadi a a Jurusan Teknik Manufaktur, Politeknik Manufaktur Bandung *E-mail: akil_pd@polman-bandung.ac.id

## Abstract
Ragum 125 is one of product made by Polman (Politeknik Manufaktur) Bandung. The main function of ragum is for clamp workpiece. The main component of ragum they are rahang tetap and rahang gerak where the machining processes can be done by manual machine tools or by cnc machine tools. Today, the  machining  processes  for  thoose  component  made  by  manual  machine  tools  with  JF  ( jig  and fixture ). But  the processes can’t reach the product quantity and quality and the interchangeability for rahang  tetap  (RT)  and  rahang  gerak  (RG)  is  not  happened.  Main  purpose  of  this  reasearch  is  to maximize  efficiency  the  design  of  the  new  JF  that  can  improve  the  interchangeability  of  the  rahang tetap  and  rahang  gerak.  The Verein  Deutscher  Ingenieure (VDI)  2222  design  methode  was  used  to design the new JF. Result show, the new JF design can reduced from 4 JF to 3JF and this design was considered the interchangeability of rahang gerak and rahang tetap ragum 125.
Kata kunci: ragum 125; rahang gerak; rahang tetap; jig and fixture

## Abstrak
Ragum  125  merupakan  salah  satu  produk  Polman  (Politeknik  Manufaktur)  Bandung.  Fungsi  utama ragum ialah untuk menjepit benda kerja. Komponen utama ragum terdiri dari rahang tetap dan rahang gerak yang dimana proses pemesinan untuk dua komponen ini bisa dilakukan di mesin manual ataupun mesin  otomatis  ( CNC ).  Saat  ini,  proses  pemesinan  komponen  ragum  dikerjakan  menggunakan  mesin manual  dengan  bantuan  JF  ( jig  and  fixture ) . Namun,  kuantitas  dan  kualitas  produk  masih  belum memenuhi  harapan  dan  saat  proses  perakitan  antar  rahang  tetap  dan  rahang  gerak  tidak interchangeability. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dari rancangan JF yang baru dan  dapat  memperbaiki  hasil  dari  produk  rahang  tetap  dan  rahang  gerak  agar interchangeability tercapai.  Metode Verein  Deutscher  Ingenieure (VDI)  2222  digunakan  untuk  proses  perancangan  JF dalam  penelitian  ini.  Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan,  JF  hasil  rancangan  dapat  mereduksi  JF yang  ada  dari  4  menjadi  3  dan  JF  hasil  rancangan  sudah  mempertimbangkan  sifat  ketercapaian interchangeablity dari rahang tetap dan gerak pada ragum 125 Polman Bandung.
Kata kunci: ragum 125; rahang gerak; rahang tetap; jig and fixture

## 1. Pendahuluan
Politeknik  Manufaktur  Bandung  (POLMAN  Bandung)  adalah  salah  satu  perguruan  tinggi  vokasi  yang menerapkan  Production  Based  Education  (PBE).  Salah  satu  produk  dari  POLMAN  adalah  ragum  meja.  Ragum merupakan alat bantu dalam pencekaman benda kerja dari logam, plastik, kayu, dsb. Selain itu ragum juga digunakan oleh  operator  pada  mesin-mesin  tertentu  seperti  mesin  frais,  mesin  bor,  ataupun  mesin  CNC.  Tuntutan  dalam pembuatan  ragum  ini  adalah  penggunaannya  dapat  mampu  menjepit  benda  kerja  dengan  berbagai  posisi  serta  dapat diputar  serta  diatur  ketinggiannya.  Sasaran  dari  produksi  ragum  ini  sesuai  dengan  daerah  keterpakaiannya  terutama yang  bergerak  dibidang  manufaktur  seperti  di  lingkungan  industri,  sekolah  keteknikan,  lab.  mesin,  maupun  di lingkungan  rumah  tangga.  Sehingga  untuk  memenuhi  kriteria  segmen  pasar  ragum  POLMAN  harus  memiliki kepresisian, sifat ketertukaran (interchangeability) dan dibutuhkan kecepatan kapasitas produksi yang memadai sebagai kelebihan dari ragum yang telah diproduksi dibandingkan dengan ragum yang ada dipasaran.
Tujuan  rekayasa  engineering  ini  adalah  untuk  menghasilkan  rancangan jig  and  fixture yang  baru  untuk komponen rahang gerak dan rahang tetap agar dapat meningkatkan kuantitas dan kualitas hasil produk ragum dengan melakukan  validasi  desain  melalui  simulasi  perangkat  lunak  rekayasa.  Kajian  rekayasa  engineering  dilakukan  mulai dari  identifikasi  produk,  analisis  pemesinan  dan  perencanaan  alat  potong,  analisis  mesin,  analisis  operator,  layout produk, analisis ekonomis, dan rancangan fixture yang baru. Untuk menghasilkan produk yang memiliki sifat mampu tukar  dengan  kepresisian  tinggi  dapat  dilakukan  dengan  memberikan  fokus  dan  perhatian  pada  tahap  perancangan sehingga dapat tercapainya fungsi yang baik dari fixture maupun produk yang dihasilkan setelah proses pemesinan.
Penelitian ini berfokus pada perancangan fixture proses pemesinan untuk produk rahang gerak (RG) dan rahang tetap (RT) Ragum 125 Polman Bandung.

## 2. Material dan metode penelitian
Metoda  perancangan  yang  digunakan  yaitu  mengkombinasikan  antara  metode  perancangan  VDI  (Verein Deutsche  Ingenieur)  2222  dengan  metode  perancangan  menurut Computer  Aided  Fixture  Design .  Berikut  adalah langkah penyelesaian masalah berdasarkan metode perancangan yang digunakan.
Gambar 1. Metodologi perancangan
Tahapan terdiri dari 4 pekerjaan utama yaitu merencana, mengkonsep, merancang, dan penyelesaian.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Merencana
Tahapan pertama dalam metode perancangan VDI 2222 adalah merencana.  Luaran dari tahapan merencana ini adalah berupa  daftar  tuntutan  atau  spesifikasi  teknis  mesin  yang  didapat  dengan  mengidentifikasi  permasalahan/kebutuhan. Material dari rahang gerak dan rahang tetap adalah GG-25 hasil proses casting. Bagian dari komponen rahang gerak dan rahang  tetap  harus  dilakukan  proses  pemesinan  dan  dapat  interchangeability.  Fitur-fitur  yang  ada  pada  komponen  ini diberi nama dan tanda. Berdasarkan gambar kerja, fitur-fitur tersebut dihasilkan dari proses pemesinan dan mempunyai toleransi tertentu. Seluruh fitur-fitur tersebut diidentifikasi dan disajikan dalam Gambar 2 dan Gambar 3.
(a)
(b)
Gambar 2 . (a) Fitur pemesinan Rahang gerak, (b) Fitur pemesinan rahang tetap Mesin  yang  dipakai  untuk  proses  pemesinan  ragum  yaitu  pada  mesin  frais  Schaublin  53N  dengan  spesifikasi  yang diperlihatkan oleh Gambar 4.

## Gambar 4. Spesifikasi mesin frais schaublin 53N
Setelah  menentukan  mesin  yang  digunakan,  selanjutnya  adalah  analisa  dari  sisi  operator.  Analisa  yang  dilakukan mengacu  pada  keamanan  proses  loading  dan  unloading,  clamping,  handling,  maupun  dari  segi  pembersihan  fixture seperti yang ditunjukan Gambar 5 berikut.
Gambar 5. Hasil analisa sisi operator untuk loading, unloading, clamping, dan handling
Berikut  daftar  tuntutan  yang  dapat  dijadikan  acuan  untuk  penilaian  hasil  rancangan.  Daftar  tuntutan  produk  ini berdasarkan hasil diskusi dan juga konsultasi dengan penanggung jawab proses produksi ragum dan pembimbing juga hasil dari proses pengumpulan data.
Priyamanggala, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 17-24
Gambar 6. Daftar tuntutan jig and fixture yang dirancang

## 3.2 Mengkonsep
Pada tahap ini dilakukan pendefinisian konsep jig and fixture . Konsep yang dirancang dihasilkan pada prinsip kerja dan diagram fungsi dari masing-masing bagian. Dalam gambar  7 menjelaskan input, proses dan output dari jig and fixture yang dirancang.
Gambar 7. Black box rancangan
Berdasarkan  hasil  analisa  yang  dilakukan,  rancangan  yang  akan  dibuat  terdiri  dari  beberapa  fungsi  bagian  yang dikelompokan agar lebih mudah dipahami fungsi dari tiap bagiannya.
Gambar 8. Diagram fungsi bagian jig and fixture
Berdasarkan  hasil  dari  pengumpulan  dan  anlisa  data  yang  telah  dilakukan  berikut  adalah  konsep  awal jig  and  fixture yang telah dirancang.
(a) (b) (c)
Gambar 9. (a) Konsep JF-1, (b) Konsep JF-2, (c) konsep JF- 3

## 3.3 Merancang
Kontrol gaya pemesinan dan kontrol gaya pencekaman menjadi fokus untuk perhitungan awal saat akan merancang jig and  fixture .  Perhitungan  awal  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  besar  gaya  yang  terjadi  saat  proses  pemakanan  benda kerja berlangsung dan menentukan besar gaya yang diperlukan untuk mencekam benda kerja tersebut.
(a)
(b)
Gambar 10. Gaya potong proses pemesinan fitur (a) Rahang gerak, (b) Rahang tetap
Gaya potong setiap fitur pemesinan pada RG dan RT akan digunakan sebagai dasar perhitungan kekuatan perancangan fixture yang  akan  dibuat.  Dalam  proses  validasi  perhitungan,  gaya  potong  terbesar  akan  dijadikan  acuan  dalam menentukan besarnya gaya pencekaman pada fixture seperti yang diperlihatkan tabel 1 berikut.
Tabel 1. Perancangan dan Perhitungan
Rancangan fixture Fitur yang di proses Validasi Perhitungan
JF1-1 RT • M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, D5 RG
• M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, D1 Gaya cekam Ragum mesin Vertex Vise VMC-5Q (Frg) = 3500 N Gaya pemotongan terbesar pada fitur RT M1(Ft) = 141,75 N
Karena Frg > Ft, maka konstruksi dapat mencekam RT dan RG saat proses pemesinan.
JF1-2 RT • M8 Gaya potong terbesar diantaranya:
• Fitur RT M8 = 5103 N
• Fitur RG D4 = 1323 N • Fitur RG D2 = 567 N
Baut yang digunakan dalam sistem klem pada JF1-2, JF3-1, dan JF3-2 adalah baut M8 (8.8) dengan kekuatan tarik 800 N/mm 2 . Sehingga, gaya maksimum yang dapat diterima baut adalah:
Maka gaya cekam maximum yang dapat diberikan JF 3-1 RG • D3, D4 RG • D1, D2
JF3-2
baut sebesar:
F cekam = 2 F max
= 2 (29.284,625 N)
= 58569,25 N
Karena gaya cekam maximum yang dapat diberikan baut lebih besar dari gaya potong yang diterima, maka konstruksi dinyatakan bisa mencekam benda.
JF1-3 RT
• D5, D6
Gaya potong terbesar pada fitur RT D6 = 56.7 N Baut yang digunakan dalam sistem klem adalah baut M12 (8.8) dengan kekuatan tarik 800 N/mm 2 .
Sehingga, gaya maksimum yang dapat diterima baut adalah:
Maka gaya cekam yang diberikan baut sebesar:
F cekam = F max
= 67372 N
Karena gaya cekam maximum yang diberikan baut lebih besar dari gaya potong yang diterima, maka konstruksi dinyatakan bisa mencekam benda.
JF2
RT • D2, D3, D4, D7 Gaya potong terbesar yang terjadi saat proses pemesinan menggunakan JF2 adalah fitur D3 pada rahang tetap (RT) sebesar F potong = 538,65 N
Pada JF2 ini pencekaman menggunakan sistem klem.
Dari hasil perhitungan didapatkan: y = 52 mm F baut = 29284,625 N
Maka, gaya cekam F cekam yang dibutuhkan sebagai berikut:
Priyamanggala, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 1  (Januari  2023) Hal. 17-24
F cekam > F potong
Sehingga, rancangan dinyatakan aman.

## 3.4 Penyelesaian
Hasil  rancangan  berfungsi  untuk  menunjukan  detail  dari  fungsi-fungsi  bagian  yang  ada  pada  konstruksi  mesin  yang sebelumnya sudah dibahas pada tahap mengkonsep.
Gambar 11. Hasil Rancangan akhir JF yang dibuat

## 4. Kesimpulan
Jig and fixture (JF) yang dibuat digunakan untuk menepatkan dan memposisikan benda kerja yaitu rahang gerak 125 dan rahang tetap 125 guna mempermudah proses pencekaman saat benda kerja akan dilakukan proses pemesinan. Produk  ragum  hasil  pemesinan  diharapkan  dapat  interchangeable  antar  rahang  gerak  dan  rahang  tetap  tipe  125.  Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:
1. Hasil  rancangan  secara  perhitungan  sudah  mampu  mencekam  rahang  gerak  dan  tetap  ragum  125  saat  proses pemesinan.
2. Hasil rancangan mereduksi jumlah JF dari 4 JF menjadi hanya 3 JF
3. Hasil rancangan sudah memperhitungkan sifat interchangeability yang terdapat pada fitur dovetail yang dikerjakan dalam 1 set-up pada JF-1.
4. Setelah dilakukan analisis defleksi saat proses pemesinan pada JF1, didapatkan besar defleksi yaitu 0,1865 x 10 -3 mm  yang  masih  lebih  kecil  dari  toleransi  fitur  yang  diizinkan  (0,02  mm)  sehingga,  rancangan  JF  aman  dan memenuhi toleransi yang akan dihasilkan.

## Daftar Pustaka
[1]   Hoffman, E., 2004. Jig and fixture Design ed.5. New York: Delmar Learning Drafting Series . [2]   Hendriksen, E. K., 1973. Jig and fixture Design Manual. New York: Industrial Press Inc.
[3] Anonymous . 1981. Tool Design 1 . POLMAN: Bandung
[4]   Tschätsch, H., 2009. Applied Machining Technology. 8th penyunt. New York: Springer Dordrecht Heidelberg.
[5] Anonymous . Validasi Rancangan JF, Design Engineering , POLMAN: Bandung
[6]   Dani Fery, “Perancangan Mesin Pemanen Jagung Kapasitas Produksi 6 Jam / Hekatare”, Tugas Akhir Diploma, Politeknik Manufaktur Bandung, 2020, pp. 16-19.
[7]  DB  Machines.  (2022,  June  27).  Kapabilitas  Mesin  Frais.  [Online].  Tersedia: https://www.db- machines.com/en/produit/schaublin-53-n/
[8]   M. Fadhlan, “Perancangan Milling Fixture Untuk Komponen Rahang Gerak dan Rahang Tetap Produk Ragum 125 POLMAN Bandung”, Tugas Akhir Diploma, Politeknik Manufaktur Bandung, 2018, pp. 47-48.
[9]   G. Pahl, W. Beitz, J. Feldhusen, K. H. G. (2007) Engineering Design A Systematic Approach, Springer.
[10] Wittel, Herbert. et al., 2013. Roloff /Matek Maschinenelemente. 21st penyunt. Braunschweig: Springer Vieweg.
[11] Bing.
(2022, June 28). Kekuatan Baut Berdasar Kelasnya. [Online] Tersedia:
https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=TYJT23ar&id=90F05817109FC6D9235711A38DED 577EE7CD0432&thid=OIP.TYJT23ar1esOK5XBY8GXJgHaFM&mediaurl=https%3a%2f%2fth.bing.com%2fth %2fid%2fR.4d8253db76abd5eb0e2b95c163c19726%3frik%3dMgTN535X7Y2jEQ%26riu%3dhttp%253a%252f %252fmultibaja.com%252fimage%252fcatalog%252fFAQ%252ftable3.png%26ehk%3dpBhx7AWq95oHNH%2 52bnIP0DyyVuNRr4PXe8BKdRZsiJ4iU%253d%26risl%3d%26pid%3dImgRaw%26r%3d0&exph=920&expw= 1311&q=kekuatan+baut+berdasar+kelas+12.9&simid=608006402703312595&FORM=IRPRST&ck=AD294D3C F6962DA3601FF4EE427BD4BC&selectedIndex=6&ajaxhist=0&ajaxserp=0
[12]  Klopmart  (2022,  July  20).  Torsi  Baut.  [Online].  Tersedia: https://www.klopmart.com/article/detail/rumus- menghitung-torsi-baut
[13] Anonymous . Elemen Mesin 1. POLMAN: Bandung
[14] Deutschman, A.D, et al., 1975. Machine design Theory and Practice. Basingstoke: MacMillan Publishing.
[15] Scribd. (2022, August 4). Equivalent Table. [Online]. Tersedia: http://www.scribd.com/doc/205826217/astm-din- aisi-en-equivalent-table
[16]  Mittel  Steel  (12/8/2022).  Karakteristik  Baja  Paduan.  [Online].  Tersedia:  http://indonesian.stainlesssteel- sheetmetal.com/sale-11219213-1-6582-34crnimo6-steel-round-metal-bar-alloy-engineering-steel-quenched-and- tempered.html
[17]  SCT.  (2022,  June  24).  Feed  Boring.  [Online].  Tersedia:  https://sct-usa.com/technical-data/indexable-boring-bar- feed-and-speed-chart/