bab ii landasan teori

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 PENGERTIAN JIG DAN FIXTURE

Jig dan Fixture merupakan alat bantu produksi yang digunakan pada proses

manufaktur sehingga dihasilkan duplikasi part yang akurat. Jig adalah peralatan khusus

yang berfungsi untuk menahan dan menyokong benda kerja, yang akan mengalami

proses permesinan. Jig tidak hanya menahan dan menyokong benda kerja, tetapi juga

mengarahkan alat pemotong ketika proses produksi dilakukan. Jig biasanya terbuat dari

hardened steel, untuk memandu proses drilling atau alat pemotong lainnya.

Fixture adalah peralatan yang berfungsi untuk menahan benda kerja dan

mendukung pekerjaan sehingga operasi permesinan dapat dilakukan. Sebuah fixture

harus dikunci erat pada mesin yang akan digunakan.

2.2 JENIS-JENIS JIG

Secara umum, jig dibagi menjadi dua bagian, yaitu:

1. Boring jig, untuk proses boring pada lubang yang terlalu besar untuk di drill

atau ukuran lubang tidak sesuai dengan diameter pahat drill (tidak standar).

2. Drill jig, untuk proses drill, ream, tap, chamfer, counterbore, countersink,

reverse spotface, reverse countersink.

Template jig, merupakan jig sederhana yang menitikberatkan pada keakuratan

dibandingkan dengan kecepatan. Template jig terkadang menggunakan bushing atau

tidak sama sekali menggunakan bushing. Saat bushing tidak digunakan, maka plate jig

harus menggunakan bahan/material yang lebih keras.

I-1

Bab II Landasan Teori II-2

Berikut ini adalah gambar template jig yang dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Template Jig

Plate jig hamper sama dengan template jig, hanya perbedaanya pada plate jig

terdapat klem untuk memegang benda kerja, jika dibutuhkan dapat ditambahkan

penyangga untuk mengangkat benda kerja dari dasar.

Berikut ini adalah gambar plate jig yang dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Plate Jig

Sandwich jig, terbentuk dari plate jig dan ditambah dengan plat belakang. Jig ini

ideal digunakan untuk benda kerja yang tipis, mudah melengkung atau tertekuk.

Berikut ini contoh lain dari jenis-jenis jig:

1. Angle plate jig.

2. Modified angle-plate jig.

3. Box jig atau tumble jig.

4. Leaf jig.

5. Indexing jig.

6. Trunion jig.

7. Pump jig.

8. Channel jig.

9. Multi-station jig.

Modul III Jig Dan Fixture


2.3 JENIS-JENIS FIXTURE

Penamaan fixture menyatakan bagaimana proses pembentukan fixture tersebut.

Fixture diklasifikasikan berdasarkan penggunaannya pada suatu jenis mesin tertentu.

Fixture yang digunakan pada mesin milling disebut milling fixture. Lathe radius fixture

adalah fixture yang dipakai di mesin bubut (lathe).

Plate fixture, merupakan bentuk fixture yang paling sederhana, tersusun dari

pelat datar dan beberapa lokator serta klem.

Berikut ini adalah gambar plate fixture yang dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Plate Fixture

Angle-plate fixture, merupakan modifikasi plate fixture untuk pengerjaan yang

bersudut 90 tegak lurus terhadap locator dan mudah digunakan untuk beberapa

peralatan mesin dan proses.

Multi-station fixture, digunakan untuk proses permesinan yang kontinu, dengan

kecepatan tinggi serta volume besar.

Berikut ini adalah gambar mulri station fixture yang dapat dilihat pada gambar

2.4.

Gambar 2.4 Multi-Station Fixture



Berikut ini contoh lain dari jenis-jenis fixture:

1. Vise-jaw fixture

2. Indexing fixture

3. Profiling fixture

2.4 PRINSIP-PRINSIP PERANCANGAN JIG & FIXTURE

2.4.1 Prinsip Konstruksi Dasar

Konstruksi dasar jig dan fixture terdiri dari:

1. Landasan (tool body)

2. Drill bushing

3. Set block

4. Pengencang (fastening device)

2.4.2 Supporting & Locating

Istilah locator memiliki beberapa makna (misalnya : support, lokator dll).

Lokator yang berfungsi untuk menahan beban benda kerja dan menjamin penopangan

yang kaku disebut support (penopang) sedangkan lokator yang berfungsi untuk

menghasilkan titik/bidang referensi pada sisi benda (edge) disebut stopper.

a. Tujuan Supporting dan Locating

- Menghasilkan benda kerja yang akurat.

- Untuk menjamin hasil yang presisi dan berulang (akurat) maka diperlukan

peletakan yang tepat dan penopangan yang kaku (rigid)

b. Fungsi dan dasar Supporting dan Locating

Fungsi lokator (alat bantu untuk menopang dan peletakan)

1. Menjamin posisi peletakan benda kerja

2. Menjamin kemudahan proses loading dan unloading

3. Menjamin kondisi foolproof

Beberapa hal dasar yang menjadi perhatian dalam peletakan benda kerja adalah:

1. Penempatan lokator

Lokator sebisa mungkin harus selalu bersentuhan dengan permukaan benda kerja

selama proses permesinan untuk menghasilkan penempatan yang akurat dan menjamin

pengulangan (repeatability), jarak antar lokator harus didesain sedemikian rupa

sehingga memberikan jumlah lokator yang minimum dan menjamin kontak dengan

seluruh permukaan benda kerja. Peletakan lokator harus menjamin bebasnya benda



kerja dari gangguan geram dan benda lain. Jika peletakan locator tidak bisa menjamin

hal ini, maka lokator dipasang menonjol atau berelief/bertekuk.

2. Duplikasi lokator

Duplikasi harus dihindari karena meningkatkan biaya dan dapat mengakibatkan

ketidakakuratan.

3. Toleransi benda kerja

Aturan umum toleransi tool adalah antara 20% sampai 50% dari toleransi benda

kerja. Toleransi lebih kecil dari 20% membuat biaya pembuatan tool tidak sebanding

dengan peningkatan kualitas, sedangkan toleransi diatas 50% tidak menjamin

kepresisian. Lokator harus didesain mampu mencakup seluruh dimensi benda kerja

yang mungkin (batas ukuran toleransi terkecil sampai terbesar).

4. Foolproof

Lokator harus menjamin bahwa benda kerja hanya dapat ditekan dengan posisi

yang benar

2.4.3 Prinsip Pencekaman (Workholding)

Workholders memiliki dua makna tergantung dari sistem yang ditinjau. Secara

umum workholders merupakan bagian peralatan produksi yang berfungsi menahan atau

memegang benda kerja (termasuk jig & fixture). Ditinjau dari Clamping workholders

merupakan bagiab dari jig & fixture yang berfungsi mencekam benda kerja sehingga

posisi benda kerja tidak berubah selama proses permesinan.

- Prinsip jenis dan penempatan clamping:

Mekanisme kerja seperti tuas/pengungkit.

Berdasarkan posisi tuas, dibagi ke dalam tiga kelas.

Gaya yang diterima benda kerja dan gaya yang dibutuhkan sebanding dengan

posisi tuas karena itu pemilihan tuas menjadi faktor yang sangat penting.

Dapat digerakan manual maupun secara mekanis

- Kondisi yang harus dipenuhi dalam workholding/pencekaman:

Cukup kuat untuk memegang benda kerja dan menahan pergeseran benda kerja.

Tidak merusak atau mendeformasi benda kerja.

Menjamin loading dan unloading benda kerja dengan cepat.



- Untuk mendesain pencekaman yang baik, desainer harus memahami dasar-dasar

pencekaman dan peralatan yang umum digunakan. Adapun aturan dasar

clamping (posisi klem):

Selalu bersentuhan dengan benda kerja pada posisi yang rigid.

Untuk menghindari defleksi, benda kerja harus ditahan dengan menggunakan

alat bantu.

Klem harus diletakkan sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu pergerakan

pahat.

Klem harus diletakan sedemikian rupa sehingga operator dapat bekerja dengan

mudah dan aman.

Tahap pencekaman

Untuk menentukan besarnya gaya yang berlangsung selama pencekaman maka

dilakukan perhitungan gaya pencekaman dengan menggunakan rumus yang

digunakan oleh Jardine (19977)

1. Untuk proses milling

gaya pencekaman (newton )=727,153 x W (mm ) x d (mm ) x fm( cm

min❑)

v (rpm)(2.1)

w = width of cut / lebar potongan (cm)

d = depth of cut / kedalaman pemotongan (mm)

fr = feed rate / kecepatan makan (cm/min)

v = cutting speed / kecepatan pemotongan (fpm)

2. Untuk proses drilling

gaya pencekaman (newton )=61565,6576 x fm( cm

min❑ ) x D(mm)

SS (rpm)(2.2)

D = diameter pahat (mm)

SS = kecepatan spindle (rpm



Chou (1989) menyatakan hubungan antara gaya pencekaman, gaya reaksi pada

lokator, dan gaya permesinan dapat dinyatakan dalam persamaan kesetimbangan

sebagai berikut:

1. Tahap penempatan

Fp = -Wp-1 . W1 . f1 (2.3)

Fp = matriks gaya reaksi yang bekerja pada lokator.

Wp = matriks arah gaya yang bekerja pada lokator.

W1 = arah gaya penempatan

F1 = besar gaya penempatan

2. Tahap pencekaman

Fp = -Wp-1 . Wa . fa (3.4)

Fp = matriks gaya reaksi yang bekerja pada lokator

Wp = matriks arah gaya yang bekerja pada lokator

Wa = matriks arah gaya yang bekerja pada clamp

Fb = matriks gaya yang bekerja pada clamp

Ketentuan : persamaan 2.3 dan 2.4 harus menghasilkan solusi non-negatif untuk Fp,

yang artinya setiap locator memiliki kontak dengan benda kerja.

2.5 PERTIMBANGAN EKONOMIS JIG DAN FIXTURE

2.5.1 Prinsip Ekonomi Desain

Ekonomi desain bermula dari kebutuhan untuk memperoleh produktivitas

maksimum dengan biaya serendah mungkin.

Sederhana (simplicity)

Desain harus di buat sesederhana mungkin (tidak rumit), untuk setiap part harus

dipikirkan penghematan waktu material dan biaya yang dimungkinkan. Desain

yang berlebihan hanya akan meningkatkan biaya tanpa memberikan

penambahan performansi alat secara signifikan.

Pemakaian material yang sudah terbentuk (preformed material)

Material awal dengan bentuk yang sesuai (profil) akan menurunkan ongkos

karena menghemat berbagai operasi permesinan.

Pemakaian komponen standar

Pemakaian komponen standar (tersedia dipasaran) akan meningkatkan kualitas

alat dan menurunkan biaya pengerjaan dan material.



Hindarkan operasi tambahan, hindarkan pengerjaan tambahan pada bagian yang

tidak perlu;

Lakukan pengerjaan tambahan pada bagian yang memerlukan

kualitas/toleransi/suaian yang presisi.

Toleransi dan suaian secukupnya, toleransi yang berlebihan hanya akan

menaikan biaya. Toleransi jig dan fixture secara umum, 20-50% dari toleransi

part.

Sederhanakan gambar, gambar sangat berpengaruh pada ongkos total;

- Gambar yang jelas dan sederhana akan menurunkan ongkos total.

- Jika mungkin gunakanlah kata/istilah untuk menerangkan detail gambar.

- Gunakan symbol untuk menggantikan gambar detail.

- Hindarkan pandangan, proyeksi, atau detail yang berlebihan (redundan)

- Gunakan template (mal) dan bentuk-bentuk baku untuk mengurangi waktu untuk

menggambar.

- Gunakan nomor atau nama part untuk menjelaskan komponen standar (gunakan

tabel).

- Aturan umum : semua hal yang menyederhanakan gambar tanpa mengaburkan

makna yang dimaksudkan dapat dilakukan

2.5.2 ANALISIS EKONOMI BIAYA

Dalam memilih alternative tool yang akan digunakan perlu dipertimbangkan :

Laju produksi yaitu banyaknya part yang diproses (menggunakan tool) per

satuan waktu

PH = 1S

(2.5)

Ph = produksi per jam

S = waktu produksi per unit

Tenaga kerja

L = LSPh

W (2.6)

L = biaya tenaga kerja

LS = lot size

W = upah per jam



Penghematan yang diperoleh

TS = LS (Cp1 - Cp2) – TC (2.7)

TS = total penghematan

LS = lot sizes

Cp = cost per part

Kondisi khusus (aspek lain) yang mendasari pemilihan tool.

Material.

Biaya yang dikeluarkan (biaya per unit)

Cp = TC+L

LS (2.8)

Cp = cost per part

TC total cost

L = cost of labor

LS = lot sizes

3.5.3 Langkah-langkah Untuk Mengidentifikasi Biaya Total

- Berikan nomor pada seluruh bagian tool (komponen)

- Buat daftar komponen yang bersesuaian dengan nomor yang diberikan.

- Buat lembar rencana proses (process sheet) untuk setiap komponen.

- Waktu operasi permesinan juga meliputi waktu set up, loading, dan unloading.

- Buat lembar biaya (cost worksheet) untuk setiap komponen, hitung biaya

material dan tenaga kerja yang dibutuhkan dalam seluruh operasi.

- Tambahkan biaya yang sebanding dengan waktu desain


bab ii landasan teori

Documents