## PERANCANGAN  COMPOUND DIES UNTUK PROSES BLANKING  DAN
PIERCING  CYLINDER HEAD GASKET TIPE TVS - N54

## Soeleman, Jumadi
Universitas Muhammadiyah Jakarta, Jurusan Teknik Mesin

## ABSTRAK
Pada setiap mesin kendaraan bermotor pasti ada yang namanya rongga atau celah yang terdapat diantara dua permuakaan bagian mesin. Untuk mengatasi agar tidak terdapat  celah,  maka  ditambahkan  gasket  yang  disini  berfungsi  sebagai  penutup rongga  atau  celah  antara  dua  permukaan  bagian  mesin.  Pembuatannya menggunakan mesin press dengan Punch & Die. Ada beberapa tipe dies dengan kelebihan  dan  kekurangannya  masing-masing.  Pemilihannya  didasarkan  pada bentuk  dari  produk  yang  akan  dibuat.  Dalam  pembuatan  gasket  cylinder  head TVS N54 proses yang digunakan adalah blanking, pierching. Pemilihan dies akan didasarkan  pada  kepraktisan  proses  pembuatan  produknya,  serta  relatif  lebih murahnya  biaya  pembuatan  dies.  Dalam  proses  pembuatan  produk  ini  akan menggunakan  satu  dies  compound.  Proses  blanking  dan  pierching hanya  dengan  satu  proses,  sehingga  dapat  banyak  menghemat  waktu  dan  biaya. Untuk  perencanaan  dies  ini  proses  pengerjaannya  meliputi  pengaturan  geometri dan strip lay-out, besar gaya pemotongan, clearance, dimensi punch, dimensi dies dan alat penunjang yang digunakan. Material gasket adalah SUS 304 dengan tebal 0.25  mm.  Kapasitas  mesin  yang  digunakan  adalah  102.229,474N  .  Gaya  total prosesnya  untuk  proses  blanking  adalah  48.609,558N,  untuk  proses  piercing adalah 36.615,006 N  dan untuk stripping adalah 17.004,91 N.

## Kata Kunci :Compound Dies , Blanking , Piercing.

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan industri kendaraan memberikan suatu wadah yang baik untuk pengembangan dan penguasaan  teknologi.  Oleh  karenanya  permintaan  pasar  akan  komponen  kendaraan  bermotor semakin  tinggi.  Hal  inilah  menjadikan  celah  bagi  industri  untuk  ikut  memproduksi  komponen memenuhi  permintaan  pasar.  Salah  satu  alat  yang  dapat  digunakan  untuk  membuat  komponen dengan bahan dasar plat adalah dies yang membutuhkan Punch & Die sebagai  alat pendukung yang  vital.  Diperlukan  suatu dies yang  simpel  dan  efisien  ,  menghasilkan  produk  yang  tinggi baik  kualitas  dan  kuantitasnya,  serta  murah  biaya  pembuatan dies nya  sehingga  dapat diaplikasikan  pada  industri-industri  pada  umumnya.  Untuk  produksi  masal  dengan  bentuk  dan ukuran  yang  sama,  dari  segi  penghematan  waktu,  produktifitas  yang  tinggi,  effisiensi  dari penggunaan material, kemudahan dalam penggunaan mesin, kemampuan untuk dikerjakan oleh pekerja  yang  mempunyai basic  skill yang  relatif  rendah,  biaya  produksi,  bentuk-bentuk  yang kompleks  serta part yang  membutuhkan  kepresisian  yang  cukup  tinggi,  mampu  bentuk  yang cukup  baik  dan  keuntungan-keuntungan  lainnya  dari  aspek  ekonomis,penggunaan press  tool merupakan  jawabannya.  Lebih  khusus  lagi  dalam  industri  otomotif  roda  dua,  kita  dapat menemukan  penggunaanya  pada  bagian-bagian  dari  kendaraan  tersebut  yaitu  bagian  dalam mesin yaitu gasket . Selanjutnya kita dihadapkan pada pemilihan dies yang paling tepat. Terdapat
beberapa  tipe dies dan  tidak  mutlak  satu dies lebih  baik  dari  yang  lain  karena  pemilihannya didasarkan pada kekomplekan bentuk produk yang dibuat serta biaya, baik itu biaya pembuatan dies ataupun biaya untuk membuat satu produk.Oleh sebab itu bagaimana mendesain dies yang baik adalah hal yang utama.

## 2. LANDASAN TEORI
Fungsi  dari  gasket  adalah  sebagai seal yang  sangat  kuat  yang  dipasang  diantara  dua bagian  dan  memelihara  perekatan  untuk  periode  yang  lama.  Gasket  harus  mampu  merekatkan dua  permukaan  sampai  menyatu,  tidak  dapat  ditembus  dan  penghambat  pada  medium  selama perekatan,  dan  dapat  digunakan  pada  temperatur  tertentu.  ada  beberapa  persyaratan  sebuah gasket, antara lain :
a. Tahan terhadap panas dan media penghambat ( posses heat and resistance )
b. Mempunyai kebocoran nol ( zero leakage )
c. Bisa dibuat/diusahakan ( be affordable )
d. Ramah tehadap lingkungan ( environmentally safe )
e. Menyesuaikan kondisi permuakaan flange ( flexibility )
f. Mengurangi dan atau mengontrol distorsi pada flange
g. Menyesuaikan penyebaran panas dan getaran
h. Mempunyai daya recoveri yang baik ( recovery ) i. Memperkecil daya yang hilang ( torque loss minimize )
j. Dapat meneruskan panas ( heat transfer )
k. Mengontrol dan menutup toleransi pada tebal kompresi
Ada banyak material yang digunakan dalam industri penbuatan gasket. Akan tetapi pada prinsipnya material gasket dikelompokkan menjadi 5 bagian, antara lain sebagai berikut : 1. Elastomeric Materials
2. Fibrous materials
3. Others materials
4. Stainless steel materials
5. Metallic materials
Compound Dies
Gambar  1. Dies Compound (sumber : Tool Design 2, H.R. Luchsinger; 1984 Politeknik Manufaktur Bandung)
Keuntungan mengunakan compound dies diantaranya :
1. Produk dapat langsung jadi hanya dengan sekali proses.
2. Waktu proses produksi lebih cepat.
3. Meningkatkan efisiensi pengunaan bahan pembuat dies.
Kerugian menggunakan compound dies diantaranya : 1. Konstruksi alat lebih rumit.
2. Butuh ketelitian yang tinggi.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Mulai Identifikasi masalah dan perumusan maslah Perencanaan Desain Pengecekan Desain Pembuatan gambar Pengecekan gambar Selesai Revisi gambar Ok NG Revisi desain Ok NG Pengumpulan Data Studi Pustaka Kesimpulan

## 4. DATA DAN HASIL PEMBAHASAN Perencanaan desain
Menentukan jarak kritis tepi (a) & Jarak antar produk (b)
Mengacu  pada  dasar  teori  2.10.5  dan  tabel  2.6  bahwa  jarak  minimal  yang  diijinkan  untuk membuat layout blanking adalah seperti ini : Lebar material : 117mm x coil Lebar produk  : 112,1 mm x 115,5 mm Maka :
a. Untuk jarak produk ke tepi (nilai a ) adalah 1,2 x tebal material dengan jarak minimal adalah 1,8 mm, = 1,2 x 0,25 mm = 0,3mm
Maka jarak yang di pakai adalah jarak minimal
b. Untuk jarak antar produk ( nilai b) adalah 1,2 x tebal material produk atau minimal 1,2 mm

## Strip layout
Penentuan layout material bertujuan agar penggunaan material bisa lebih optimal. Caranya adalah  dengan  mengatur  posisi  produk  sedemikian  rupa  untuk  mendapatkan  rasio  penggunaan material  ( yield  ratio )  yang  paling  tinggi.  Dalam  proses  pembuatan layout Harus mempertimbangkan  batas  minimal  jarak  antara  produk  satu  dengan  produk  lain  maupun  jarak antara  produk  dengan  sisi  tepi  daripada  material  produk  itu  sendiri.  Pada  langkah  ini  dibuat beberapa alternatif yang memenuhi kriteria konstruksi maupun yang diinginkan pelanggan .

## Gambar 2. Lay-out alternative 1
Dari layout diatas di dapatkan jarak produk ke tepi material adalah 0.75 mm dengan jarak antar produk adalah sebesar 113.34 mm
100 (%) x al Luasmateri luasproduk Yieldratio  100 117 34 , 113 9 , 8910 2 x mm x mm mm  100 78 , 13260 9 , 8910 x mm mm  =  67,19%

## Gambar 3. Lay-out alternative 2
Dari layout diatas di dapatkan jarak produk ke tepi material adalah 2.43 mm dengan jarak antar produk adalah sebesar 115.65 mm
100 (%) x al Luasmateri luasproduk Yieldratio  100 117 65 , 115 9 , 8910 2 x mm mmx mm  100 05 , 13531 9 , 8910 x 
=  65,85%
Gambar di atas memperlihatkan lay-out strip material untuk proses blanking dimana untuk layout alternative 1 mempunyai yiel ratio lebih besar yang artinya pemakaian material lebih irit dibandingkan layout alternative 2 tetapi jarak produk ke tepi sisi material kurang dari batas yang ijinkan,sehingga layout yang di pakai adalah layout alternatif 2.

## Perhitungan Tebal Material dies Perencanaan die blok
Tebal  die  blok  dapat  ditentukan  berdasarkan  tebal  material  yang  digunakan,  dan  dapat dilihat  dari  tabel  2.9  sebagai  berikut  ini  Dilihat  dari  table  material  yang  digunakan  yaitu  0,25 mm, maka dapat dilihat pada tabel die blok untuk tebal  material 0,25 mm maka tebal die blok yaitu  19  mm.  Tetapi  untuk  tebal  die  blok  yang  digunakan  harus  melihat  dari  panjang  punch minimal, area gerak ejector dan proses pemasangan punch atau pun proses maintenance, maka untuk tebal die blok yang digunakan 28 mm.

## Perhitungan panjang dan lebar die
Jarak Kritis ( s )   = (1,5– 2) x tebal die = 2 . 28 (mm) = 56 (mm)
Lebar Die = s + Lebar Stock Strip = 64 (mm) + 112.14 (mm) = 168.14 (mm) = 180 (mm) Panjang Die
= s + Panjang Proses
= 56 (mm) + 115.65 (mm) = 171 (mm)= 200 mm
Jadi ukuran die : Panjang Die = 200 (mm) Lebar Die = 180 (mm)
Tebal Die
= 28 (mm)

## Perencanaan standart part
Perencanaan diameter ulir baut pengikat die Gaya yang terjadi pada baut pada cetakan progressive Gaya total (Ps)
=  85.224,564 N Bahan baut mempunyai tegangan tarik  (σt)  =  1220  N/mm² Jumlah baut yang dipakai (n) =  6
Faktor keamanan untuk bahan statis diambil (V)=  2
α t σ s =          V σ s  = σ t  x  0,5 π Ps = d²c x σ s x n 4 dc = n s Ps . . . 4   Maka : 1220 N/mm² σ s = 2 σ s    =   610  N/mm² σ s   =   610  x  0,5
σ s   =    305  N/mm² 4  x   85328.64  N dc = π x 305  N/mm²  x   15  mm
dc = 7.70  mm
Agar kekuatan baut dapat menahan dari gaya geser sehingga baut yang digunakan adalah M8.

## Perencanaan Diameter Dowel Pin
Untuk menentukan diameter dowel pin dapat ditentukan dari tebal die blok yang digunakan Karena  dowel  pin  di  sini  berfungsi  sebagai  pengarah  saja  untuk  itu  diameter  dowel  pin  yang digunakan adalah Ø 8 mm.

## Perencanaan diameter pilar
Diameter pilar ditentukan antara lain berdasarkan  :
 Jumlah pilar yang digunakan sebagai pengarah    n  =  2
 Jarak antara plat atas dan plat bawah      x  =  120 mm
 Jarak antara pilar terhadap shank  L =  125 mm  Gaya potong total F =  85224,564 N Gaya yang diterima tiap pilar  : F Fp
=  n
85224,564 N =  42612,282  N
2
Gaya bengkok  :
Fp  x  L   =   Fb  x  X Fp  x  L Fb =       X 42612,282  N  x  120  mm       = 125 mm Fb =
Fb =  40907,79 N
Momen bengkok  : Mb  =  Fb  x  X Mb  =  40907,79 N  x  120  mm Mb  =  4908934,88 Nmm Diameter pilar  :
Bahan pilar dengan tegangan tarik 58  Kg/mm²
Mb Wb δ b  = π (d) ² = Wb 32 32Mb d = π x σ t
3 4908934,88 Nmm  x  32 d =
3,14  x  600 N/mm²
d = 29.03  mm
Sehingga untuk diameter pilar yang dipakai adalah diameter 28mm.

## 5. 1 KESIMPULAN
Dari analisa didapatkan hasil sebagai berikut : Dies yang digunakan dalam pembuatan metal gasket  ini  adalah  jenis compound  dies ,  dimana  proses blankin g  dan piercing dikerjakan  dalam satu langkah kerja, dengan besarnya clearance adalah 0,01 mm. Kapasitas mesin yang digunakan adalah 102.229,474 N (10.424,5 Kgf) . Gaya untuk Blanking adalah 48609,558N (4956.79 Kgf), Untuk Piercing Adalah 36.615,006 N (3733.69 Kgf), Untuk gaya stripping adalah  17.004,91 N (  1.734,01  Kgf  ).Dalam  penentuan  ukuran  dari  masing-masing  bagian  di  berikan  faktor  safety yang berbeda-beda tergantung dari fungsi kerja masing-masing bagian.

## 5. 2 SARAN
Masalah  yang  terjadi  pada  proses  blanking  dan  piercing  adalah  adanya  burry  yang disebabkan  clearance  yang  kurang  ideal.  Pada  hakekatnya  burry  tidak  bisa  terpisahkan  pada proses  pemotongan,tetapi  burry  bisa  dibuat  dengan  sekecil  mungkin.  Meskipun  pada perencanaan sudah dibuat ideal tetapi dalam proses pembuatan dies juga dipengaruhi oleh proses machining.  Sehingga  untuk  mendapatkan  sebuah  produk  yang  bagus  pemilihan  jenis  proses machining harus bener-benar diperhatikan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. B.H.Amstead , Begemen Myron L , philip F Ostwald ,Bambang priambodoe. 1997.Teknologi Mekanik jilid 2 . Erlangga ,Jakarta.
2. Elemen  mesin.  Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Tehnologi  Industri  Institut  Teknologi Bandung.
3. H.RLuchsinger.1984.  Tool  design  2.  Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Tehnologi  Industri Institut Teknologi Bandung
4. Ivana suchy ,McGraw hill  Hands book of die design second edition,2006
5. Kimikazu Aida. 1967. Aida Press Handbook. Third Edition. Aida Engineering, Ltd.
6. Masaya Tansin .2009. Press die design middle.Jetro Japan
7. mizumi standard for die press face 2004
8. Soerjana , 1962 ,  Fisika mekanik.Yayasan dana buku indonesia
9. Suzuki Satahei .2007 . Press die design Basic. Jetro Japan
10. Sofware Briscad 2006
11. Sofware Mastercam X2