## ANALISIS PEMILIHAN PEGAS PADA DIES UNTUK PEMBENTUKAN PRODUK FENDER TRUK
1 Fachri Koeshardono, 2 Naufal Afif, 3 Ita Casmita 1,2,3 Program Studi Proses Manufaktur, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung
1,2,3 Jl. Gegerkalong Hilir, Bandung 40012, Jawa Barat
1 fachri.koeshardono@polban.ac.id, 2 naufal98afif@gmail.com, 3 ita.casmita@polban.ac.id

## Abstrak
Dies  merupakan  salah  satu  peralatan  dalam  dunia  manufaktur  yang  dipilih  karena kecepatannya  dalam  menghasilkan  produk  seragam  dengan  kapasitas  produksi  sangat  besar. Salah satu industri pengguna dies yang paling banyak adalah manufaktur otomotif pada bagian bodi  (karoseri).  Perkembangan  industri  jenis  ini  berkembang  sangat  pesat  di  Indonesia  dan menopang pereknomian. Bagian bodi dari produk otomotif terdiri dari beberapa bagian. Salah satu  bagian  bodi  ini  bernama  fender.  Fender  merupakan  bagian  bodi  yang  melingkupi komponen  roda.  Pada  makalah  ini,  objek  dari  penelitian  adalah  pemilihan  pegas  sebagai langkah  pada  proses  perancangan  dies  pembentuk  fender  truk.  Pegas  ini  berfungsi  untuk menjamin  besar  gaya  yang  harus  diberikan  agar  pelat  yang  dipotong  dapat  menghasilkan fender yang sesuai. Gaya rata-rata yang dibutuhkan adalah 216,84 kgf. Kajian akan dilakukan dengan  menggunakan  pendekatan  teoritik  yang  kemudian  dimasukkan  ke  dalam  perangkat lunak.  Kajian  ini  memberikan  alternatif  cara  pemilihan  pegas  pada  komponen  dies. Berdasarkan hasil kajian maka dipilih pegas berjenis SWM. Spesifikasi pegas sebagai berikut: diameter  40  mm,  panjang  45  mm  dengan  konstanta  pegas  22,2  kgf/mm.  Jumlah  pegas  yang diperlukan adalah 6.
Kata Kunci : dies, fender, pegas, pemrosesan pelat logam.

## Abstract
Dies  is  one  of  the  tools  in  manufacture  that  has  the  capability  to  produce  similar products with very high capacity. The main user of dies in industries is automotive manufacture especially  in  car  body  (carrosserie).  This  industry  has  been  developed  for  years  in  Indonesia and  contributing  in  national  economy.  The  car  body  consists  of  several  parts.  One  of  them  is fender. It is the part of body that covers the wheels. In this paper, the study object is the guide spring  selection  as  part of  the  designing  process.  This  spring  maintaining  the  force  to  cut  the metal sheet into fender. The required force is 216,84 kgf. The method of study is by selecting the spring alternatives and confirmed by the custom-made software. The study gives the alternative way  in  selecting  the  spring.  Based  on  the  results  of  the  study,  SWM  type  is  selected.  The specification of the spring is as follows: 40 mm in diameters, 45 mm in length and constant 22,2 kgf/mm. The required number of springs are 6.
Keywords : dies, fender, metal sheet process, spring.

## PENDAHULUAN
Salah  satu  jenis  proses  manufaktur yang  digunakan  terhadap  pelat  logam  adalah dengan  menggunakan dies . Dies ini  di- gunakan  dengan 2 prinsip  yaitu pembentukan
( forming )  atau  pemotongan  ( cutting ).  Perbedaan pada  keduanya  adalah  pada  perlakuan terhadap  materialnya.  Untuk  pembentukan, tegangan  yang  terjadi  adalah  pada  tegangan ultimate -nya  sedangkan  pada  pemotongan, melewati  tegangan ultimate nya.  Kelebihan
dari dies adalah  dari  kemampuannya  untuk menghasilkan  produk  dalam  jumlah  yang sangat  banyak  dalam  waktu  yang  relatif singkat.  Mengingat  kemampuannya  tersebut, dies banyak  digunakan  di  industri  mainan, peralatan  rumah  tangga  maupun  otomotif. Indonesia sebagai salah satu negara konsumen  terbesar  produk  otomotif,  sesuai dengan  prinsip  dasar  pembangunan  pabrik untuk  memperpendek  jalur  distribusi,  maka kemampuan  untuk  membuat  (manufaktur) dies menjadi sangat penting.
Proses  manufaktur  didahului  oleh proses  perancangan.  Penelitian  mengenai perancangan  terhadap dies baik  sebagai  alat potong  maupun  pembentuk  telah  banyak dilaporkan  dalam  beberapa  makalah.  Salah satu  cara  perancangan  dari progressive  dies untuk  komponen  otomotif  dijelaskan  dalam makalah  oleh  Chavan  dan  Wani  [1]. Perancangan progressive dies dapat dilakukan dengan  beberapa  metode  salah  satunya ESPDIE  [2].  Metode  lain  juga  dijelaskan dalam  makalah  oleh  Lee,  Kim,  dan  Park  [3].
Dies dalam  proses blanking dapat  didesain dengan menggunakan perangkat lunak CATIA bahkan mampu diotomatiskan
prosesnya  [4].  Bhave  dan  Kale  dalam makalahnya melakukan pembuatan dies untuk bagian  dari  pengangkut  pada  truk  [5]. Langkah  awal  pada  penelitiannya  adalah dengan menentukan total gaya yang diperlukan  untuk  membentuk  ( forming )  pelat logam. Siswanto, Anggono, Omar, dan Jusoff dalam  makalahnya  membahas  mengenai peningkatan  akurasi  produk  pembentukan pelat  logam  pada dies .  Pengujian  dilakukan dengan  menggunakan  analisis  numerik  [6]. Kadir, Razak, Othman, Sani, dan P. Krishnan melakukan proses desain dies yang kemudian dilakukan  pengujian  hasil  desain  tersebut dengan  menggunakan Finite  Element  Method [7].
Berdasarkan  penelitian-penelitian  ter- sebut  dilakukan  penelitian  untuk  memberi alternatif  pemilihan dies yang  telah  dibuat untuk  komponen fender pada  truk  yang diproduksi di Indonesia.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan melalui tahapan- tahapan yang dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema Penelitian
Berdasarkan  Gambar  1,  penelitian  ini dilakukan  dalam  lima  tahapan.  Pertama adalah  mempelajari  desain  yang  telah  ada dengan  melihat  gambar  teknik.  Setelah  itu dibuat model CAD dari desain yang telah ada dengan  menggunakan  CATIA.  Berikutnya adalah perhitungan  keperluan total  gaya yang diperlukan  untuk dies .  Gaya  tersebut  yang dijadikan  acuan  dalam  pemilihan  pegas  dengan
menggunakan  katalog  standar.  Terakhir, kalkulasi  dilakukan  dengan  menggunakan software untuk Force Calculator .
Desain  dari dies ditampilkan  pada Gambar  2,  Gambar  3  dan  Gambar  4 merupakan  gambar  yang  akan  dibuat  oleh pemanufaktur. Gambar 2 merupakan komponen bagian bernama Upper Dies .
Gambar 2. Desain Upper Dies
Gambar 4. Desain Assembly Dies Upper Dies yang merupakan
komponen  yang  bergerak  untuk  memotong material benda kerja. Pasangan  komponen  ini adalah Lower  Dies yang  dapat  dilihat  pada Gambar  3 . Keduanya  merupakan  komponen- komponen utama Assembly Dies sebagaimana ditampilkan pada Gambar 4.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Desain  berupa  gambar  yang  telah dibuat  lalu  divisualisasikan  dan  dianalisis dengan  model  CAD  (CATIA)  yang  terdiri dari beberapa bagian sebagaimana Gambar 5.
1. Base Lower
2. Base Upper 3 . Insert Dies Lower 4. Insert Dies Upper 5 .Pad 6. End Block 7. Locator End Block 8.a Guide Spring 8 b. Spring 9. Locator Insert Lower 10. Support Guide Post 11. Guide Post 12. Locator Guide Post 13. Stopper 14 . Aksesoris 15. Scrap cutter 16 . Locator Scrap Cutter 17. Punch 18 . Locator Insert Upper
19. Retainer 20. Locator Stopper 21. Box Scrap
Komponen  yang  akan  dimodifikasi adalah  komponen  dengan  nomor  8a  yaitu Guide  Spring .  Mengacu  pada  metodologi penelitian,  maka  menggunakan  perhitungan yang disediakan dari katalog Misumi [8]. Proses perhitungan dilakukan dengan cara berikut: Kondisi batas:
Ukuran  area upper  dies pemasangan guide spring : 270 x 257 mm Banyaknya  Benda  Kerja  ( fender )/n:  1 unit - Panjang  benda  area Cutting (L):
867,343 mm Tebal  pelat  material fender (t):  1,0 mm
Tegangan  Potong  (Ks):  30  kgf/mm 2
Stroke Pad : 10 mm
Jumlah pegas : 6 unit
Diameter Pegas : 40 – 50 mm

## Perhitungan
Cutting Process (Pb) : n (L × t × Ks)
: 26.020,29 kgf Gaya yang bekerja  : 5% × Pb : 216,84 kgf Stroke Force (SF) : Fp/ Jumlah Pegas : 1301, 02 kgf/6 Pegas Konstanta : Stroke Force/ Stroke Pad : 21,7 kgf/mm Setelah  mendapatkan Stroke  Force dan  konstanta  pegas yang  dibutuhkan,  hal berikutnya  yang  dilakukan  adalah  mem- bandingkan  dengan Stroke  Force dan konstanta  pegas yang  ada  pada  buku  standar part Misumi  [8].  Pada  klasifikasi  pegas,  di-
pilih pegas yang Stroke  Force dan  konstanta pegas paling  mendekati  hasil  perhitungan. Berikut  adalah  beberapa  alternatif  yang didapatkan dari hasil perbandingan di atas:
1. SWB  =  Diameter  25  mm,  panjang 55mm,  konstanta  pegas 22,3  kgf/mm dan Stroke force rata-rata 220,3 kgf
2. SWH  =  Diameter  30  mm,  panjang  50 mm,  konstanta  pegas  22,5  kgf/mm  dan
Stroke force rata-rata 243 kgf
3. SWM  =  Diameter  40  mm,  panjang  45 mm,  konstanta  pegas  22,2  kgf/mm  dan
Stroke force rata-rata 288 kgf
4. SWL  =  Diameter  70  mm,  panjang  70 mm,  konstanta  pegas  21,8  kgf/mm  dan Stroke force rata-rata 549 kgf.
Dilihat  dari  beberapa  alternatif  di atas  dapat  ditentukan  bahwa  SWM  diemeter 40  mm  dengan  panjang  45  mm  menjadi coil pegas  yang  akan  digunakan  untuk cutting dies  RR  S-tire  Traga ini,  karena  spesifkasi- nya paling mendekati hasil perhitungan, yaitu diameter  40  mm,  konstanta  pegas ≥  21,7  => 22,2  kgf/mm  dan stroke  force rata-rata  ≥ 216,84  =>  288  kgf.  Akan  tetapi  perhitungan secara manual ini  masih  memiliki  kekurangan, yaitu ketidakmampuan melihat langsung jumlah aktual pegas yang akan dipilih melalui stroke force dan pegas konstanta itu sendiri.
Hasil  dari  perhitungan  katalog  akan diteruskan  dengan  perhitungan  memanfaatkan software . Software yang  digunakan  adalah Process Force Calculator (PFC) yang dibuat di dalam internal perusahaan. Tampilan awal software PFC  dapat  dilihat  pada  Gambar  6.
Gambar 6. Tampilan Awal Software
Gambar 7. Pemilihan Jenis Proses
Perangkat  lunak  PFC  digunakan untuk  menghitung  secara  lebih  akurat  dari hasil  yang  telah  diberikan  pada  penggunaan katalog (fungsi konfirmasi). Tahapan penggunaan software PFC sebagai berikut:
1. Pada  tahap  pertama  setelah  membuka software PFC dan masuk ke  menu  yaitu menentukan  standar  perhitugan  dan jenis  pengerjaan  yang  akan  dilakukan terlebih  dahulu  ( Trim,  Pierce atau
Flange ).  Pada  kasus  ini  dipilih  proses trim atau cutting seperti pada Gambar 7.
2. Tahap  kedua  yaitu  memasukkan  nilai quantity,  length, dan thickness. Yang dimaksud  adalah  nilai  banyak  benda kerja ( n ), panjang area cutting dan tebal material  yang  akan  di  potong.  Untuk kasus  ini  dimasukkan  nilai quantity, length, dan thickness seperti  pada Gambar 8.
Gambar 8. Pengisian Parameter Pegas
Gambar 9. Pengisian Parameter Pegas Menu Penentuan Jenis, Jumlah, dan Panjang Pegas
3. Setelah  parameter  di  atas  dimasukkan, klik tombol Calculate kemudian Assign . Pada  saat  menekan Calculate secara otomatis akan tersedia pilihan Continue , klik  tombol Continue tersebut  agar
berpindah  ke  menu  pemilihan  jenis pegas seperti pada Gambar 8.
4. Agar  dapat  mengetahui  jumlah  aktual dari pegas yang dibutuhkan, selanjutnya mengisi  pegas schoise , coil  pegas,
tingkat stroke  force dan  memilih diameter serta konstanta pegas yg paling mendekati  hasil  perhitungan.  Dalam  hal ini stroke  force yang  minimum  seperti pada Gambar 9.
5. Setelah  mengisi  parameter-parameter tersebut  di  atas,  tombol Assign ditekan untuk  mengetahui  jumlah  pegas aktual seperti pada Gambar 10.
Gambar 10. Jumlah Pegas Tabel 1. Alternatif Pemilihan Pegas No Coil pegas Stroke Force Diameter Pegas Konstanta Pegas Panjang Pegas Jumlah Pegas 1. SWB Minimum 25 22,3 55 7 Medium 6 Maksimum 5 2 SWH Minimum 30 25 50 6 Medium 5 Maksimum 5 3 SWM Minimum 40 22,2 45 5 Medium 5 Maksimum 4 4 SWL Minimum 70 21,8 70 3 Medium 2 Maksimum 2
Dengan  mengikuti  langkah-langkah di  atas,  nilai-nilai  yang  sudah  didapat  pada perhitungan  manual  dimasukkan  untuk mengetahui  jumlah  dan  panjang  pegas aktual  yang  dibutuhkan  seperti  pada Gambar 9. Kemudian setelah melakukan hal yang  sama  pada  setiap  alternatif  di  atas didapatkan hasil seperti pada Tabel 1.
Berdasarkan Tabel
1, dapat disimpulkan  bahwa  pegas jenis  SWM
diameter  40  mm  dan  panjang  45  mm  yang menjadi  pilihan  pada  perhitungan  manual mempunyai  jumlah  aktual  yaitu  5  untuk stroke  force minimum,  5  untuk stroke  force medium dan 4 untuk stroke force maksimum.
Dari  ketiga  tingkat stroke  force yang  ada, terpilih  tingkat  yang  medium,  hal  ini dikarenakan  pada stroke  force medium  ini lebih  dekat  dengan  perhitungan  secara manual sebelumnya dan juga tingkat
kegetasan yang paling ideal. Selain itu, pegas pada stroke force medium berjumlah 5, yang mana  lebih  kecil  dari  jumlah  yang  telah tentukan  di  awal,  yang  berarti  jumlah  pegas yang  ditentukan  lebih  banyak  dari  pada jumlah  aktual  dari  perhitungan.  Hal  ini  akan membuat  pegas dies hasil  rancangan  akan mempunyai umur pakai yang lebih lama.
Diagram Pegas Cutting Dies FENDER RR
S-Tire Traga
Diagram pegas dalam dies berfungsi sebagai referensi dalam memperkirakan gaya yang  bekerja  pada pad saat  bekerja  untuk mempertahankan posisi dari panel yang akan diproses.  Hasil  kedua  perhitungan  di  atas kedua  jenis  dan  panjang  pegas  yang  akan digunakan  untuk cutting  dies  Fender  RR  S-
Tire Traga adalah pegas jenis SWM diameter 40  mm  dan  panjang  45  mm.  Diagram  pegas dari SWM 40-45 dapat dilihat pada Gambar 10.
Berdasarkan Gambar 11, SET
( Setting )  adalah  langkah  yang  gunakan  untuk pemasangan  pad  terhadap upper  dies yaitu  2 mm  dengan  gaya yang  dibutuhkan 266,4 kgf. TMA (Titik Mati Atas) adalah posisi pad saat menahan  panel  agar  tidak  bergerak  ketika proses  pemotongan  mulai  berjalan  dengan membutuhkan  gaya  sebesar  932,4  kgf  dan jarak  antara  posisi  awal pad sebelum  kerja dengan panel adalah 5  mm. TMB (Titik Mati Bawah)  adalah  posisi  pisau  pemotong  berada pada  titik  paling  bawah  ketika  proses pemotongan  yaitu  sebesar  10  mm  dari permukaan  panel  dan  gaya  pegas  pada  saat proses ini adalah 1598,4 kgf.
Gambar 11. Diagram Pegas SWM 40-45

## KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah  mempertimbangkan berbagai aspek  dan  juga  diperkuat  dengan  hasil perhitungan yang telah dilakukan baik secara manual  maupun  menggunakan software, maka  jenis  pegas yang  akan  digunakan  dari berbagai  alternatif  pegas  adalah  jenis  SWM. Pegas tersebut memiliki diameter 40 mm dan panjang  45  mm.  Jumlah  pegas  yang diperlukan adalah 6.
Kemudian  setelah  menentukan  jenis pegas  yang  akan  digunakan,  gaya-gaya  yang terjadi  pada pad  dies juga  harus  dihitung menggunakan  pegas  yang  terpilih  di  atas. Pada  penelitian  ini  diperoleh  gaya  yang bekerja  pada pad sebagai  berikut:  gaya setting yang  dibutuhkan  sebesar  266,4  kgf, gaya pad menahan  panel  sebesar  932,4  kgf dan  gaya  titik  mati  bawah  sebesar  1598,4 kgf.
Pada  penelitian  selanjutnya  dapat difokuskan  pada  penggunaan  perangkat lunak elemen hingga dan melakukan perhitungan mengenai ongkos yang digunakan dalam pemilihan pegas.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H.  A.  Chavan  dan  V.  P.  Wani,  “Design and  analysis  of  progressive  tool  for  an automobile  component,” IOP  Conf.
Series:  Journal of  Physics:  Conf.  Series , vol. 1240, 2019.
[2] S.  Kumar  dan  R.  Singh  “An  expert system  for  design  of  progressive  die  for use in sheet metal industries,” Journal of
Scientific & Industrial Research , vol. 69,
Jul., hal. 510 – 514,  2010.
[3] S.  Lee,  T.  Kim,  dan  K.  Park,
“Development  of  an  expert  system  for the  draw  die  design  in  automotive industry,” 2006 10th International Conference  on  Computer  Supported
Cooperative  Work  in  Design ,  Nanjing,
2006, hal. 1 – 6.
[4] H.  M.  A.  Hussein,  “Computer  aided blanking  die  design  using  CATIA,” International Conference on Manufacture of Lightweight Components-Procedia  CIRP ,  vol.  18,
2014, hal. 96 – 101.
[5] A.  Bhave  dan  P.  K.  Kale,  “Design  and manufacturing  of  forming  die  for reinforcement  C&E  column  bottom inner,” International Journal of Advances  in  Mechanical  and  Civil
Engineering , vol. 3, no. 1, Feb., hal. 71 – 74, 2016.
[6] W.  A.  Siswanto,  A.  D.  Anggono,  B.
Omar,  dan  K.  Jusoff,  “An  alternate method  to  pegasback  compensation  for sheet  metal  forming,” The  Scientific World  Journal, vol.  2014,  hal.  1  –  13,
2014.
[7] A.  R.  A.  Kadir,  M.  Z.  B.  A.  Razak,  N. Othman,  M.  I.  A.  M.  Sani,  dan  P.
Krishnan,  “Design  and  analysis  of  stage progressive  die  for  a  sheet  metal
component” International  Journal  of Recent Technology and Engineering, vol. 8, no. 4, hal. 834 – 841, 2019.
[8] Misumi,  “Misumi  standard  component for  press  die,” imaya.biz .  [Daring]
.Tersedia: http://www.imaya.biz/uploads/file/20160
708/20160708151115_54477.pdf. [Diakses: 1 Juli 2020]