Perancangan Model Jig dan Fixture untuk Flens Kopling

Aris Wahyu Nugroho1)

, Aulia Hamada2)

, Ibnu Pandu Bintang Pamungkas3)

, Iksan Adiasa4)

,

Poppy Nandasari5)

dan Risya Zeline6)

1,2,3,4,5,6)

Mahasiswa Jurusan Teknik Industri, Universitas Sebelas Maret

Jl. Ir. Sutami 36A, Surakarta 57126, Indonesia

Email : 1ariswahyu.n@gmail.com,

2aulhmd@gmail.com,

3ibnupandu@gmail.com,

4icant08@gmail.com,

5nandapoppy@gmail.com, dan

6risyazeline94@gmail.com

Abstrak

Penggunaan Alat bantu produksi seperti jig dan fixture pada proses produksi akan menghasilkan produk

yang berkualitas dimana produk tersebut sesuai dengan bentuk (geometri) dan toleransi yang telah ditentukan.

Tujuan dari paper ini yaitu untuk merancang jig & fixture untuk flens kopling dengan diameter 14 cm dan

terbuat dari bahan baja karbon cor. Rancangan jig & fixture ini membantu dalam membuat lubang pada flens

kopling. Prinsip locator yang digunakan yaitu prinsip locator 1-2-1, sedangkan jenis campling yang digunakan

yaitu screw clamp. Rancangan jig dan fixture terdiri dari tiga bagian, yaitu base plate, penyangga, dan top plate.

Kata kunci: drilling, flens kopling, jig dan fixture.

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Untuk menjaga dan meningkatkan daya saing perusahaan, baik di dalam maupun luar negeri,

maka hal utama yang harus diperhatikan adalah aspek-aspek ekonomi dan produksi yang rasional.

Sejalan dengan tuntutan kepresisian dan kemudahan penggantian benda kerja serta persaingan yang

semakin ketat, ketelitian perhitungan, meningkatnya harga dan biaya tidak langsung mengakibatkan

jig & fixture berikut pemakaiannya dalam proses produksi memiliki arti yang sangat penting. Selain

itu peralatan jig & fixture yang digunakan pada proses produksi benda-benda tunggal, jumlah kecil,

bahkan benda-benda banyak dan masal akan sangat berperan karena selalu saja ada benda kerja yang

membutuhkan biaya yang sangat tinggi apabila dikerjakan tanpa peralatan bantu tersebut. Kurang

telitinya produk akan menambah tingkat kegagalan benda kerja, sehingga secara langsung

meningkatkan biaya. Dengan adanya alat bantu produksi dalam proses pemesinan, dapat menghasilkan

produk yang berkualitas dimana produk tersebut sesuai dengan bentuk (geometri) dan toleransi yang

telah ditentukan.

Arti ekonomis peralatan jig & fixture akan lebih jelas terlihat pada proses produksi apabila

dikaitkan dengan biaya total dengan proses-proses pembuatan konstruksi, produksi dan pemakaian alat

tersebut. Tuntutan dan keinginan pada peralatan jig & fixture tidak saja dititikberatkan pada masalah

pencapaian fungsi dan kualitas produk yang prima, tetapi juga biaya langsung yang dikeluarkan untuk

produksi, termasuk biaya tambahan yang selalu muncul pada proses revisi harus dihindari atau

dipertahankan sekecil mungkin.

1.2 Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dari paper ini adalah membahas mengenai gambaran perancangan jig and fixture

pada pembuatan produk flens kopling dari material besi cor baja yang biasa digunakan di industri

otomotif. Tujuan dari pembuatan paper ini adalah mendesain bentuk jig dan fixture yang mampu

membuat produksi flens kopling lebih efisien dan mudah pada proses drilling. Dengan demikian

diharapkan produksi flens kopling lebih cepat , mudah, dan mampu memenuhi kebutuhan konsumen.

2

1.3 Perumusan Masalah

Adapun perumusan masalah dalam paper ini adalah:

a. Bagaimana memahami konsep sistem jig and fixture pada sistem produksi ?

b. Bagaimana merancang sebuah alat bantu produksi berupa jig and fixture untuk produk flens

kopling?

1.4 Pembatasan Masalah

Masalah yang dibahas adalah perancangan alat bantu produksi berupa jig and fixture untuk

produk flens kopling berdiameter luar sebesar 14 cm dengan batasan seperti berikut :

a. Bentuk benda kerja awal merupakan hasil pengecoran dari proses sebelumnya.

b. Jig dan fixture digunakan untuk flens kopling dengan ukuran diameter 14 cm

1.5 Studi Literatur

a. Definisi Jig and Fixture

Jig and Fixture adalah suatu alat bantu produksi yang diperlukan dalam proses produksi

untuk menghasilkan produk dalam jumlah besar dengan kualitas yang sesuai dengan standard.

Untuk menghasilkan alat bantu tersebut, diperlukan suatu perancangan dan pengembangan alat,

metode, dan teknik yang tepat mengenai alat bantu produksi guna meningkatkan produktivitas,

efektivitas, dan efisiensi.

Jig sendiri merupakan alat khusus yang memegang, menyangga atau ditempatkan pada

komponen yang akan diproduksi dengan proses pemesinan. Jig juga merupakan suatu alat bantu

produksi yang dibuat guna mengarahkan alat potong ketika proses pemesinan sedang

berlangsung.

Fixture adalah peralatan produksi yang menempatkan, memegang dan menyangga benda

kerja secara kuat sehingga proses pemesinan yang diperlukan dapat dilakukan.

b. Bagian dan Fungsi Jig and Fixture

Bagian-bagian dan fungsi dari Jig and Fixture biasanya terdiri dari bagian-bagian sebagai

berikut:

- Pencekam (clamping)

Clamps atau disebut klem dalam bahasa indonesia adalah alat bantu untuk mencekam

benda kerja secara langsung pada suatu posisi tertentu. Gaya cekam ditimbulkan dengan

cara pengencangan baut.

- Cincin tuntun (drill bushing)

Drill bushing atau jig bushing adalah alat yang digunakan dalam pengerjaan logam

jig. Atau bagian yang menuntun perkakas potong agar tetap pada suatu posisi tertentu. Drill

bushing digunakan untuk mempertahankan umur pemakaian. Drill bushing terbuat dari baja

yang dikeraskan.

- Pelat dasar (base plate)

Bagian yang merupakan tempat perakitan seluruh elemen-elemen jig dan fixture yang

menjadi penghubung antara sistem koordinat benda kerja dengan sistem koordinat mesin. Base

plate berfungsi untuk menyalurkan beban dari kolom menuju struktur di bawahnya. Penggunaan

baseplate atau pelat dasar pada struktur baja gedung akan meningkatkan kekuatan pada struktur

tersebut.

- Lokator (locator)

Bagian yang berfungsi memposisikan benda kerja pada pelat dasar. Bagian ini

berkontak langsung dengan benda kerja tetapi tidak memberikan gaya pencekam.

3

c. Pertimbangan Perancangan Jig and Fixture

Pada prosedur perancangan jig dan fixture sebaiknya diikuti suatu sistematika

tertentu. Berikut ini akan diuraikan langkah-langkah perancangan jig dan fixture yang

mana yang harus diambil. Prosedur perancangan jig dan fixture dapat dibagi atas tahap-

tahap berikut:

a. Tahap pernyataan persoalan

b. Tahap pembuatan analisis kebutuhan.

c. Tahap pengumpulan informasi tambahan dari gagasan.

d. Tahap pembuatan rancangan sementara.

e. Tahap pembuatan rancangan akhir.

d. Kriteria Alat Pencekam

Untuk menghasilkan alat pencekaman yang baik, dibutuhkan beberapa kriteria sebagai

berikut:

a. Alat cekam harus memegang benda kerja dengan kuat selama ada gaya pemotongan

yang bekerja.

b. Pemasangan dan pelepasan benda kerja harus dapat dioperasikan dengan cepat.

c. Alat cekam tak boleh merusak benda kerja.

d. Adanya pengaruh getaran tidak boleh mengurangi kekuatan pencekaman.

2. METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam penyusunan artikel ini adalah metode pengumpulan data dengan

Penelitian Kepustakaan (Library Research). Penelitian Kepustakaan yaitu pengumpulan berbagai

sumber kepustakaan baik yang berupa tulisan, artikel, buku, maupun web.

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Rekapitulasi Data Literatur (paper

dan buku)

Latar Belakang

Mulai

Tujuan Penelitian

Perumusan Masalah

Batasan Masalah

Studi Literatur

Pengolahan Data :

1. Melakukan penyusunan data

2. Melakukan perancangan alat

Pendahuluan

Pengumpulan

Data

Pengolahan

Data

Hasil dan

Pembahasan

Kesimpulan dan

Saran

Gambar 2.1 Metodologi Penelitian

4

Gambar 2.1 menjelaskan mengenai metodologi penelitian yang dipakai selama melakukan penelitian.

Metode penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan, yaitu tahap pendahuluan, pengumpulan data,

pengolahan data, hasil dan pembahasan, dan kesimpulan.

Tahap pendahuluan merupakan tahapan awal melakukan penelitian, tahapan didahului dengan

menetapkan maksud dan tujuan awal melakukan penelitian. Tahap ini dilakukan untuk mengetahui

masalah yang ada. Selain itu dilakukan perumusan masalah ada dua masalah yang akan dibahas dalam

paper ini yaitu Bagaimana memahami konsep sistem jig and fixture pada sistem produksi dan

merancang sebuah alat bantu produksi berupa jig and fixture untuk produk flens kopling. Batasan

masalah yang diberikan yaitu bentuk benda kerja awal merupakan hasil pengecoran dari proses

sebelumnya dan Jig dan fixture digunakan untuk flens kopling dengan ukuran diameter 14 cm. Selain

itu dilakukan studi literatur dari beberapa jurnal dn sumber-sumber yang lain.

Tahap pengumpulan data meliputi mecari data yang mendukung penelitian. Pada tahap ini data

yang terkait dikumpulkan, melalui literatur baik dari paper lain maupun dari buku.

Tahap selanjutnya adalah tahap pengolahan data. Data yang diperoleh diolah dengan melakukan

penyusunan data dan perancangan alat. Perancangan alat dilakukan dengan menggunakan software

Solidwork 2009.

Tahap selanjutnya yaitu dilakukan hasil dan pembahasan sebagai inti dari paper ini. Tahap

pembahasan meliputi pemilihan jenis locator, pemilihan jenis clamping, dan konstruksi jig dan fixture

secara keseluruhan.

Tahap yang terakhir yaitu menarik kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan diatas. Pada

tahap ini menyimpulkan bahwa rancangan jig dan fixture dapat diterapkan di industri namun perlu

adanya studi lebih lanjut mengenai pengujian karena hasil pada paper ini masih berupa rancangan.

3. PERANCANGAN JIG DAN FIXTURE

3.1 Flens Kopling

Flens kopling merupakan produk yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros

penggerak ke poros yang digerakan secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana kedua poros tersebut

terletak pada satu garis lurus atau pada garis dengan perbedaan sumbu yang sedikit. Spesifikasi flens

kopling yang dibahas dalam paper ini adalah sebagai berikut:

- Diameter: 14 cm

- Bahan: Baja karbon cor

Gambar 3.1 Flens Kopling

3.2 Pemilihan Jenis Locator

Pemilihan jenis locator dan penempatan locator dalam proses pembuatan sebuah benda kerja,

perlu memperhatikan beberapa hal, yaitu locator harus bersentuhan dengan permukaan benda kerja,

kemampuan menghasilkan hasil yang seragam dan jarak antar locator didesain untuk menjamin

locator kontak dan bebas dari geram lain. Prinsip penempatan locator yang digunakan pada alat bantu

5

ini adalah prinsip locator 2-2. Pemberian locator ini bertujuan untuk menahan arah gerak bebas dari

komponen flens kopling ke mesin.

3.3 Pemilihan Jenis Clamping

Berdasarkan alat bantu yang telah dirancang clamping yang digunakan adalah jenis clamping

screw clamp. Karena pencekam yang digunakan berupa baut yang menggunakan bentuk ulir. Bagian

clamping yang mencekam part antar fixture yaitu pada base plate, penyangga ,dan top plate sehingga

bagian top plate mampu mencekam benda kerja. Selain itu dengan pencekaman yang lebih luas pada

bagian permukaan benda kerja dengan bentuk fix pada base plate dapat menahan gaya dan menjaga

posisi benda kerja tetap rigid pada saat proses pemesinan.

3.4 Konstruksi Jig dan Fixture Keseluruhan

Konstruksi jig dan fixture secara keseluruhan dapat dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu

sebagai berikut.

1. Base Plate ( Landasan)

Base Plate pada alat ini dibuat fix dengan benda kerja flens kopling dengan ukuran diameter luar 14

cm dan diameter lubang dalam sebesar 4 cm. Bentuk fixture mengikuti hasil benda yang sudah melalui

proses pengecoran sebelumnya.

Gambar 3.2 Base Plate

2. Penyangga

Penyangga memiliki fungsi untuk menyangga top plate agar tetap tegak lurus dengan base platenya.

Selain itu. Penyagga merupakan bagian penyangga yang melindungi agar geram dapat terkumpul di

dalam kotak 20 cm x 20 cm.

Gambar 3.3 Penyangga

6

3. Top Plate

Top plate merupakan penutup dari fixture yang dilengkapi 4 jig dengan pola 1-2-1. Jig berfungsi

mengarahkan mata bor ke benda kerja. Pengarah berupa drill bushing yang tersusun sesuai pola pada

flens kopling yang akan dibentuk.

Gambar 3.4 Top Plate

3. Fixture

Fixture yang digunakan merupakan fixture yang dilengkapi dengan screw dan berfungsi untuk

melakukan drilling tanpa mengubah-ubah posisi jig. Dengan adanya fixture diharapkan mampu

membantu operator dan meningkatkan efektivitas.

Gambar 3.5 Fixture

Konstruksi alat bantu ini secara keseluruhan dapat diketahui melalui gambar berikut ini.

Gambar 3.6 Konstruksi Alat Bantu Secara Keseluruhan

7

Berikut ini merupakan benda sebelum dan setelah diproses menggunakan rancangan jig dan

fixture :

Gambar 3.6 Benda Awal Gambar 3.7 Benda Setelah Proses

3.5 Prinsip Kerja Jig dan Fixture

Prinsip kerja jig dan fixture pada alat bantu yang telah dirancang untuk proses drilling pada flens

kopling ini sederhana. Prinsip kerja alat bantu ini diuraikan sebagai berikut.

1. Benda kerja ditempatkan pada base plate (landasan) sesuai dengan posisi yang seharusnya.

2. Penyangga dari alat bantu kemudian dipasang agar komponen atau benda kerja yang akan di-drill

tetap sejajar (tegak lurus) dengan base plate.

3. Setelah benda kerja diposisikan dengan tepat, tutup bagian atas dengan top plate agar posisi benda

kerja di dalam alat bantu tidak bergeser.

4. Clamping dikencangkan hingga bersentuhan dengan benda kerja, sehingga benda kerja berada

dalam posisi yang rigid.

5. Alat bantu dipasang pada ragum mesin drill yang berguna untuk proses pembuatan lubang flens

kopling.

6. Setelah benda kerja terpasang sempurna dalam alat bantu proses pemesinan mulai dilakukan.

7. Fixture digunakan untuk membantu mengarahkan mata pahat pada pembuatan lubang, serta

menjaga agar lubang yang dihasilkan lebih presisi.

8. Setelah proses pemesinan selesai dilakukan, maka clamping pada alat bantu kembali dilonggarkan.

9. Benda kerja dikeluarkan dari alat bantu.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa.

1. Rancangan jig & fixture yang dibuat terdiri dari base plate, penyangga, dan top plate.

2. Pada bagian top plate terdapat drill bushing dan fixture yang tersusun sesuai pola pada flens

kopling untuk mengarahkan mata pahat pada pembuatan lubang, sehingga lebih mudah dalam

melakukan proses pembuatan lubang dan lubang yang dihasilkan lebih presisi.

Saran dari paper ini yaitu sebaiknya dilakukan studi lebih lanjut mengenai pengujian untuk

mengetahui hasil rancangan yang dibuat dapat digunakan atau tidak karena hasil pada paper ini masih

berupa rancangan.

DAFTAR PUSTAKA

Agung, Mario. 2004. Perancangan Fixture untuk Mesin EDM Wire Cutting. Surabaya: Institute

Technologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Hoffman E.G., Jig and Fixture Design, Fourth Edition, ITP an International Thomson Publishing

Company, 1996.

8

Mulyadi , Toti S.(2005). Perancangan dan Pembuatan Model Drill Jig untuk Penggurdian Flens

Kopling. Jurnal Teknik Mesin, Vol 2, No.2 , pp.53-57.

R. Smith dkk. (2001). Rules of Thumb Maintenance and Reliability Engineers. New York: Gulf

Publishing Company.

Richy D.V.S, Sampurno.(2012).Analisa Konstruksi Dan Perencanaan Multiple Fixture. Surabaya:

Institute Technologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Suci R.S.Y., Vivi T.,Neta H., Meutia S.(2010). Perancangan Fixture Proses Gurdi Untuk Produksi Komponen Brake Pads. Jurnal Optimasi Sistem Industri, Vol.9, No.2, pp.75-80

Zarandi M.H.F, Esmaeilian, M., and Zarandi M.M.F .(2007). A systematic fuzzy system modeling

for scheduling of textile manufacturing system. International Journal of Management

Science and Engineering Management, Vol. 2, No. 4, pp. 297-308.