## RANCANG BANGUN ALAT PENYANGGA MESIN BOR TANGAN
1 Supriyono, 2 Tri Mulyanto
1,2 Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya No. 100, Depok 16424, Jawa Barat
1 Supriyono@staff.gunadarma.ac.id, 2 tri_mulyanto@staff.gunadarma.ac.id

## Abstrak
Proses  gurdi  merupakan  suatu  proses  pengikisan  dengan  daya  penyerpihan  yang  besar. Mesin  bor  tangan  listrik  merupakan  mesin  bor  yang  metode  pengoperasiannya  dengan  memakai tangan dan wujudnya seperti pistol. Mesin bor tangan listrik rata-rata diperlukan untuk melubangi kayu, tembok  ataupun  pelat  logam.  Tujuan  perancangan  menghasilkan  alat  penyangga  mesin  bor tangan  yang  berfungsi  layaknya  bor  duduk.  Metode  rancang  bangun  ini  dimulai  dengan  urutan penentuan daftar kebutuhan, penentuan konsep, perancangan komponen, pembuatan detail gambar teknik, material yang digunakan, pembuatan produk dan uji coba. Dengan penyusunan spesifikasi rancangan alat penyangga mesin bor tangan listrik didapat target yang diharapkan untuk mencapai solusi  optimal.  Hasil  dari rancang  bangun  setelah dilakukan  analisis  terhadap pembebanan  yang terjadi pada saat pengeboran terhadap dudukan bor tangan, maka tegangan maksimal yang terjadi sebesar 7.901 N/mm 2 adalah masih di bawah tegangan yang diijinkan 63.765 N/mm 2 , sehingga aman untuk digunakan.
Kata Kunci : Alat penyangga, bor tangan, bor duduk, perancangan, rancang bangun

## Abstract
The  gurdi  process  is  a  process  of  erosion  with  a  large  flakiness  power.  An  electric  hand drilling machine is a drilling machine whose method of operation is by hand and looks like a gun. The average electric hand drilling machine is needed to perforate wood, walls or metal plates. The purpose of the design is to produce a tool to support a hand drilling machine that functions like a sitting  drill.  This  design  method  begins  with  the sequence of determining  the  list  of  requirements, determining  the  concept,  designing components,  making  detailed  engineering  drawings,  materials used, manufacturing products and testing. With the preparation of the design specifications for the electric  hand  drilling  machine  support,  the  expected  targets  are  obtained  to  achieve  the  optimal solution. The result of the design after analyzing the load that occurs when drilling on the hand drill holder,  the  maximum  stress  that  occurs  is  7.901  N/mm 2 is  still  below  the  allowable  stress  of 63.765N/mm 2 , so it is safe to use.
Keywords : Design, hand drill, manufacturing, stand drill

## PENDAHULUAN
Proses gurdi merupakan suatu proses yang dilakukan oleh mesin perkakas dalam hal ini  adalah  berupa  pemberian  tekanan  kepada benda  kerja  sehingga  terjadi  lubang  pada benda  kerja  yang  biasanya  berupa  putaran yang dilakukan pahat dan gerak makan berupa translasi oleh pahat [1]. Proses gurdi ( drilling )
digunakan  untuk  pembuatan  lubang  silindris, pembuatan lubang dengan bor spiral di dalam benda  kerja  yang  pejal  merupakan  suatu proses  pengikisan  dengan  daya  penyerpihan yang besar. Pengeboran sesungguhnya adalah suatu  poros  yang  berputar,  dimana  pada bagian  ujungnya  (bagian  bawah) disambung- kan  mata  bor  yang  dapat  mengebor  terhadap benda kerja
yang di jepit pada meja mesin bor[2,3].
Manusia berusaha untuk mengembang- kan  bagaimana  cara  yang  dapat  digunakan dalam  melakukan  desain  perancangan  suatu produk.  Sehingga  mesin  perkakas  dapat berproduksi  lebih  baik  dan  ekonomis.  Mesin bor tangan merupakan mesin bor yang metode pengoperasiannya  dengan  memakai  tangan dan  wujudnya  seperti  pistol.  Alat  ini  amat sangat membantu memudahkan tugas manusia dalam  kehidupan  sehari-hari  ataupun  dalam industri. Mesin bor tangan rata-rata diperlukan untuk melubangi kayu, tembok ataupun pelat logam.  Selain  itu  dapat  juga  dipakai  untuk mengencangkan  baut  ataupun  melepas  baut lantaran  di  lengkapi  2  putaran  yakni  putaran kanan dan putaran kiri[4,5].
Mesin  bor  tangan  yang  dioperasikan sering kali tidak dapat secara benar dalam hal ketegaklurusan,  sehingga  kadang  ketika dibutuhkan  hasil  lubang  yang  diinginkan terhadap  pasangannya  misalnya  pasak  bulat atau  sekrup  ketika  dimasukkan  kelihatan miring dan tentunya sangat tidak diharapkan. Dengan mengetahui adanya kekurangan yang dimiliki  oleh  bor  tangan,  maka  perlu dirancangsuatu  alat  penyangga  bor  ( drill stand )tangan  karena  berfungsi  sebagai  alat bantu  agar  dapat  membuat  bor  tangan berfungsi layaknya bor duduk.Dengan telapak bagian  bawah  dibuat  kokoh,  sehingga  alat penyangga  bor  tangan  ini  cocok  untuk pekerjaan rumah tangga dan bengkel [5,6].
Tujuan dari rancang bangun ini adalah merancang  kontruksi  alat  penyangga  mesin
bor tangan listrik yang berfungsi layaknya bor duduk.  Selain  itu  pada  alas  mesin  dirancang dudukan  untuk  catok  silang  yangmemiliki banyak  fungsinya  dan  bisa  diatur  panjang pendeknya  serta  gerakan  untuk  3  arah  dalam pengerjaannya.

## METODE PENELITIAN
Agar  tercapai  hasil  rancang  bangun alat  penyangga  mesin  bor  tangan  sesuai dengan  yang  diharapkan,  maka  disusunlah beberapa  tahapan  atau  langkah-langkah perancangan  yang  dimulai  dari  penentuan daftar kebutuhan, penentuan konsep, perancangan  komponen,  pembuatan  detail gambar  teknik,  material  yang  digunakan, pembuatan  produk  dan  uji  coba.  Penentuan daftar  kebutuhan  (tabel  1)  dijadikan  sebagai langkah  awaldalam  menentukan  rancang bangun[7].
Daftar  kebutuhan  rancangan  dibuat berdasarkan spesifikasi produkalat penyangga mesin bor tangan (lihat Tabel 1) yang dibuat dan dilakukan melalui tahapan-tahapan berikut:
1.   Menghapus pilihan keinginan pribadi( wishes /D).
2.   Menghapus  persyaratan  ( demand /D) yang  tidak  berpengaruh  besar  terhadap produk rancangan.
3.   Mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif.
4.   Menyamakan hasil dari langkah sebelumnya.
5.   Merumuskan masalah menjadi bebas.
Tabel 1. Daftar kebutuhan rancangan alat penyangga mesin bor tangan listrik No. Daftar Kebutuhan Katagori 1. Fungsional Kerangka produk harus mampu menahan beban 50 kg D Arah gerakan vertikal D Ketinggian beban yang mampu diangkut hingga 670 mm D Panjang dan lebar produk memerlukan space minimum W 2. Material Frame utama menggunakan besi profile hollow pasaran umum D Frame dasar menggunakan plat baja tempa 3 mm D Pemegang bor plat baja 5 mm D Tuas engkol menggunakan plat besi 5 mm W 3 Safety Mudah dalam mengoperasikan D Kuat dan Aman D Rigid menahan beban dengan berbagai bentuk geometris W 4 Manufaktur Komponen diproduksi dan dirakit sendiri W Proses manufakturing sederhana W 5 Ergonomik Nyaman dipakai D Ketinggian dapat disesuaikan dengan tinggi badan pengguna D Tidak membahayakan bagi pengguna maupun barang D 6 Ekonomis Menggunakan bahan yang ada dipasaran D Menggunakan komponen yang sudah tersedia D Dari  daftar  kebutuhan  tersebut  maka
didapat  suatu  konsep  yang  akan  dibuat  dan dikembangkan. Konsep rancangan alat penyangga  bor  tangan  dibuat  guna  mem- permudah  proses  operasi  bor  tangan  listrik. Konstruksi rangka pada alat penyangga mesin bor  tangan  listrik  dibutuhkan  untuk  me- mudahkan  penggunaan  bor  tangan  seperti layaknya  bor  duduk.  Alat  penyangga  mesin bor  tangan  listrik  direncanakan  memiliki ukuranyang  tidak  terlalu  besar  sehingga mudah  untuk  dipindahkan  dari  tampat  yang satu ke tempat yang lain.
Tahapan  selanjutnya  adalah  me- rencanakan  komponen  pada  rangka  dan  alas
alat penyangga mesin bor tangan. Perencanaan ini bertujuan untuk dijadikan pedoman dalam melakukan  analisis  kekuatan.  Beberapa  hal yang menjadi pertimbangan dalam merancang alat penyangga mesin bor, adalah:
1. Kemudahan penggunaan.
2. Keamanan dan kenyamanan pengguna.
3. Proses  pembuatan  dan  material  yang digunakan.
Setelah  perancangan  alat  penyangga mesin  bor  selesai  dibuat,  maka  tahapan selanjutnya  adalah  perancangan  komponen yang  mendukung  struktur  pada  saat  alat bekerja seperti pada Gambar 1 berikut.
1 2 3 4 10 5 8 7 9 6 Keterangan Gambar 1. Alas
2. Slider
3. Link hendel
4. Kolom
5. Penyangga pegas
6. Pegas
7. Dudukan power dril
8. Handel
9. Dudukan bor tangan
10. Meja kerja
Gambar 1. Komponen alat penyangga mesin bor tangan listrik
Gambar 2. Detail alat penyangga mesin bor tangan
Tahapan  selanjutnya  adalah  pem- buatan  detail  gambar  teknik  seperti  pada Gambar  2  yang  digunakan  dalam  pemilihan material yang digunakan .
Pada rancang bangun alat penyangga
mesin  bor  tangan  listrik,  material  yang digunakan  baja  karbon  konstruksi  mesin dengan standar Jepang (JIS G 4501). Adapun material-material  yang  digunakan  untuk komponen dapat dilihat pada Tabel 2 [8].
5 6 7
8
9 10
Tabel 2. Daftar kebutuhan material alat. No. Nama komponen Material Kekuatan tarik 1. Alas S35C 510.12 (N/mm 2 ) 2. Slider S35C 510.12 (N/mm 2 ) 3. Link handel S35C 510.12 (N/mm 2 ) 4. Kolom S45C 568.98(N/mm 2 ) 5. Dudukan power drill S35C 510.12 (N/mm 2 ) 6. Handel S35C 510.12 (N/mm 2 ) 7. Dudukan bor tangan S35C 510.12 (N/mm 2 ) 8. Meja kerja S35C 510.12 (N/mm 2 )
Dari  detail  gambar  teknik,  kemudian dapat dibuat komponen-komponen alat penyangga mesin bor tangan yang selanjutnya dirakit dan diuji coba.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat  penyangga  mesin  bor  tangan listrik  merupakan  suatu  perkakas  bantu  yang dibutuhkan  di  bengkel  produksi,  guna  men- dukung  sistem  produksi  pada  proses  gurdi. Dengan menggunakan alat penyangga operator  mudah  menjalankan  mesin  bor tangan  dengan  menghasilkan  tingkat  ke- presisian yang diharapkan.
Berdasarkan tahapan-tahapan tersebut diperoleh  suatu  konsep  rancang  bangun  alat penyangga mesin bor tangan sebagai berikut :
1. Kerangka produk menggeraklan bor arah gerakan vertikal.
2. Dimensi panjang dan lebar produk 280 mm x 180 mm.
3. Frame  utama  menggunakan  baja profil hollow .
4. Mudah dipindahkan.
5. Aman digunakan.
6. Ergonomis  bagi  orang  yang  meng- operasikan.
7. Peralatan  yang  difungsikan  untuk mengangkat dan menahan bor tangan.
Dalam  menentukan  ukuran,  bentuk dan  material  komponen  perlu  diketahui beberapa  parameter  dalam  proses  pengeboran, seperti:  jenis  mata  bor  yang  digunakan, material  yang  akan  dibor,  dan  juga  gaya pemotongan/gaya pembentukan geram (Gambar  3).Dimana  geram  dapat  disebut sebagai  material  yang  terbuang  berupa serpihan dari proses pemotongan[1].
Gambar 3. Gaya pembentukan geram (gaya pemotongan) pada proses drilling.
Dari gambar 3, pahat bor mempunyai dua mata potong, gaya pemotongan pada salah satu mata potong dapat diuraikan menjadi dua komponen  yaitu F v (Gaya  potong)  dan F f (Gaya makan). Gaya pemotongan dibutuhkan  mesin  bor  tangan  dikarenakan pahat  harus  ditekan  dengan  tekanan  yang cukup  besar  supaya  pahat  dapat  bergerak menembus benda kerja.
Besarnya gaya pemotongan gerampada  proses  drillingdapat  dihitung dengan  terlebih  dahulu  mengasumsikan beberapa  data  perencanaan.  Pada  rancang bangun  alat  penyangga  mesin  bor  tangan listrik ini diasumsikan untuk membuat lubang dengan  diameter  13  mm  sesuai  spesifikasi
maksimum  mata  bor  yang  dapat  digunakan mesin bor tangan tesebut. Beberapa data yang perlu diketahui untuk perencanaan, yaitu :
Material  benda  kerja  =  baja  karbon S30C (yang dibor).
Diameter mata bor ( d ) = 13 mm Gerakmakan(f)  =0,05mm/r Sudut potong utama (  f ) = 59°
Sudut geser ( ∅ ) = 40° Sudut gesek ( 𝜂 ) = 30°
Sudut geram ( 𝛾 o )  = 20°
Berdasarkan  data  tersebut,  maka komponen  gaya  dapat  dianalisis  dengan lingkaran  Merchant’s  seperti  diperlihatkan pada Gambar 4[1].

## Gambar 4. Lingkaran Merchant
Luas penampang geram sebelum terpotong ( A ):
A = b x h A = 𝑎 𝑆𝑖𝑛  𝑓 x 𝑓 2 . 𝑠𝑖𝑛  𝑓 = 6.5 𝑆𝑖𝑛 59 x 0.05 2 . sin 59 = 0.159 mm 2
Tegangan  tarik  material  benda  kerja  = baja  karbon  S30C  ( 𝜎 ts )  =  470.88
N/mm 2 ,  maka  tegangan  geser  dapat dicari melalui persamaan berikut ini :
𝜏 shi =  0.5775 𝜎 ts =  0.5775  x 470.88 kg/mm 2 = 271.93 N/mm 2
Gaya geser ( F s)
F s = 𝜏 shi x A shi = 𝜏 𝑠ℎ𝑖 x 𝐴 sin ∅
F s = 271.93 x 0.159 sin 40 =  63.47
N/mm 2
Gaya  potong  ( F v )  pada  proses  drilling untuk diameter lubang 13 mm :
𝐹𝑣 = 𝐹𝑠 cos(η−γo ) 𝑆𝑖𝑛 ∅ x cos(∅+ η−γo) =
63.47  cos(30−20 )
𝑆𝑖𝑛 40 x cos(40+ 30−20) = 147.15N
Gaya  makan  ( F f )  pada  proses  drilling untuk diameter lubang 13 mm:
F f = F v . tan ( 𝜂 - 𝛾 o) = 147.15 x tan (30 - 20)  = 25.9N
Jadi  gaya  total  pada  proses  drilling untuk diameter lubang 13 mm adalah :
F t = F v + F f = 147.15 + 25.9  = 173.05N
Perhitungan  dan  analisis  kekuatan material untuk komponen pada saat dilakukan proses  pengeboran.  Beban  yang  terjadi  pada dudukan  bor  adalah  berat  bor  tangan  listrik yang  dipasang  pada  dudukan  yaitu  sebesar 18.639  N  dan  gaya  total  pengeboran  yang terjadi.  Berdasarkan  desain  gambar  2,  maka dudukan  bor  tangan  ini  menerima  beban  bor tangan  ( F 1 )  dan  gaya  tekan  pengeboran  ( F 2 ) dengan  tumpuan  jepit  pada  salah  satu ujungnya  yang  digambarkan  dalam  diagram gaya Gambar 5.
Gambar 5. Profil dan diagram gaya pembebanan dudukan bor tangan
Dari diagram gaya diperoleh :
 Momen (M) = [ F 1 (25+80)]+[ F 2 (80)]
=  [18.639 (25+80)]+[ 173.05  (80)] = 15801.095 Nmm
 Momen Inersia (I) = 𝛴 𝑏 .ℎ 3 12 = 𝛴 30 x20 3 12 = 20000 mm 3
 Titik berat ( y ) = h 2 = 20 2 = 10
Tegangan    maksimal  yang  terjadi  ( σ max )  : = 𝑀.𝑦 𝐼 = (15801.095) x (10) 20000 = 7,901N/mm 2
Tegangan  yang  diijinkan  ( σ b )  : = σ 𝑆𝑓 (untuk material baja S35C nilai σ = 510.12 N/mm 2 )
σ b = 510.12 8 = 63.765 N/mm 2
Jadi  dudukan  bor  tangan  yang  menggunakan material baja S35C dengan nilai ( σ max ≤ σ b ) = (7,901N/mm 2 ≤  63.765  N/mm 2 ),  dikatakan aman untuk digunakan.
Konsep  dari  rancang  bangun  alat penyangga  untuk  bor  tangan  listrik  seperti pada  Gambar  6  adalah  membuat  proses pengeboran secara vertikal dengan menggunakan  bor  tangan.  Posisi  benda  kerja dijepit  pada  meja  kerja  yang  telah  disiapkan. Sedangkan  langkah-langkah  penggunaan  alat penyangga bor tangan ini, yaitu:
1. Pasang bor tangan pada dudukannya.
2. Tentukan arah pengeboran vertikal dan ketinggian yang diinginkan.
3. Kencangkan baut pengunci pada batang sliding vertikal.
4. Atur sudut pengeboran yang diinginkan pada  meja  kerja,  lalu  kencangkan  baut pengunci.
5. Posisikan  tangan  pada  handel  bor tangan.
6. Lakukan proses pengeboran
30 20 5 80 mm 25 mm F 1 = 18.639 N F 2 = 173.05 N

## Gambar 6. Alat penyangga mesin bor tangan listrik

## KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah  dilakukan  analisis  tentang penggunaan alat penyangga  pada bor tangan, maka  dapat  diambil  kesimpulan  bahwas proses  pengeboran  menjadi  lebih  mudah  dan cepat,  proses  pengeboran  dengan  ketinggian yang  bervariasi  dapat  dilakukan  dengan mudah dan tepat, lubang yang dihasilkan tegak lurus.  Berdasarkan  analisis  perhitungan terhadap  beban  yang  terjadi  pada  saat pengeboran  terhadap  dudukan  bor  tangan, maka tegangan maksimal yang terjadi sebesar 7.901N/mm 2 masih  di  bawah  tegangan  yang diijinkan 63.765 N/mm 2 ,sehingga aman untuk digunakan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Rochim,  Taufiq,  Klasifikasi,  Proses, Gaya & Daya Pemesinan (Permesinan), Buku 1, Bandung : Penerbit ITB, 2007.
[2] Guruh, Moch. dan Suyad, “Menentukan
Sudut  Puncak  Mata  Bor  Pada  Proses Drilling Model Strut Propeller”, Jurnal
Wave, nol. 7, no. 2, hal.43-48, 2013.
[3] Ansyori A. dan Rudi Saputra, “Pengaruh Diameter Mata Bor Terhadap Tingkat Kehalusan Permukaan  Lubang  Bor  Pada  Proses Permesinan  Bor  Magnesium  AZ31”,
Jurnal Teknik Mesin Universitas Bandar Lampung, vol.7, no.1, hal. 7-18, 2019.
[4] Groover,  Mikell  P,  Fundamentals  of Modern Manufacturing: Materials,
Processes,  and  System  4th  edition.
USA: John Wiley and Sons, 2010.
[5]   Fajar,  A.N.,  Indra  Safera,  Muhammad Hustnusawab,  dan  Ade  Sumpena, “Rancang  bangun  jig  and  fixture sebagai  pemosisi  bor tangan”,  Seminar Nasional  Teknik  Mesin  Politeknik Negeri Jakarta, hal 175-180, 2019.
[6] Zuliantoni,  “Studi  Keausan  Tepi  Pahat
Pada  Proses  Gurdi  Menggunakan
Analisis  Statistik”,  Teknosia  Jurnal Ilmiah  Bidang  Sains,  vol.2,  no.  9,  hal.
17-27, 2011. [7] Harsokoesoemo, D., Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk), Bandung : Penerbit ITB, 2004.
[8] Sularso  dan  Kiyokatsu  Suga,  Dasar- dasar  Perencanaan  dan  Pemilihan Elemen  Mesin,  Cetakan  ke  9, Jakarta :
Pradnya Paramita, 1977.