TUGAS AKHIR

ANALISA PENGARUH VARIASI BENTUK CETAKAN MATA

PUNCH PADA PENYAMBUNGAN PLAT BAHAN PEMBUAT

PANCI MENGGUNAKAN PAKU KELING ALUMINIUM

DENGAN PANJANG 9 MM DAN DIAMETER 4 MM SEBAGAI

MEDIA PENYAMBUNG

Tugas Akhir Ini Disusun Sebagai Syarat Untuk

Memperoleh Gelar Sarjana S-1 Pada Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta

Disusun Oleh : Faqih Yazid Fariza Anshory

NIM : D200181024

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2020

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................... i

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .......................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................................ v

MOTTO & PESAN ................................................................................ vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................... vii

ABSTRAK ............................................................................................ viii

ABSTRACT .......................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ............................................................................ x

DAFTAR ISI ......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xvi

DAFTAR TABEL .................................................................................. xix

DAFTAR GRAFIK ................................................................................ xx

DAFTAR RUMUS ................................................................................. xxi

DAFTAR SIMBOL ................................................................................ xxii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................. 1

1.2 Tujuan Penelitian ............................................................. 3

1.3 Batasan Masalah ............................................................. 3

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................... 4

xiii

1.5 Metode Penelitian ............................................................ 4

1.6 Sistematika Penulisan ...................................................... 5

BAB II DASAR TEORI

2.1 Kajian Pustaka ................................................................. 7

2.2 Press Dies ........................................................................ 10

2.3 Mesin Press .................................................................... 12

2.4 Sambungan ...................................................................... 13

2.5 Paku Keling (Rivet Joints) ............................................... 14

2.6 Alumunium ....................................................................... 30

2.7 Jangka Sorong ................................................................. 36

2.8 Digital Microscope ............................................................ 38

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................... 40

3.2 Desain alat Press Dies ..................................................... 42

3.3 Bahan .............................................................................. 42

3.4 Alat ................................................................................... 43

3.5 Penyambungan pada Panci Menggunakan Paku Keling Tirus

dengan Alat Press Dies.....................................................49

3.6 Pengukuran Perubahan Diameter Paku Keling Menggunakan

Mikroskop Digital...............................................................52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

xiv

4.1 Hasil Pengujian Foto Makro ............................................. 55

4.1.1 Hasil Pengukuran Diameter pada Spesimen

Sambungan Panci Alumunium dengan Plat Gagang Panci

Menggunakan Cetakan Setengah Silinder ....................... 56

4.1.2 Hasil Pengukuran Diameter pada Spesimen

Sambungan Panci Alumunium dengan Plat Gagang Panci

Menggunakan Cetakan Lingkaran Datar .......................... 60

4.1.3 Perbandingan Rata-rata Perubahan Diameter Paku

Keling pada Spesimen Sambungan Panci Alumunium

Berdasarkan Variasi Bentuk Mata Punch ......................... 64

4.1.4 Hasil Pengukuran Kelonggaran Sambungan pada

Spesimen Sambungan Plat Alumunium Menggunakan

Cetakan Setengah Silinder .............................................. 66

4.1.5 Hasil Pengukuran Kelonggaran Sambungan pada

Spesimen Sambungan Plat Alumunium Menggunakan

Cetakan Lingkaran Datar ................................................. 68

4.1.6 Perbandingan Rata-rata Pegukuran Panjang

Pengukuran Panjang Kelonggaran Sambungan pada

Spesimen Sambungan Plat Alumunium Berdasarkan Variasi

Bentuk Cetakan ............................................................... 69

xv

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ...................................................................... 71

5.2 Saran ............................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian Press Dies ............................................ 10

Gambar 2.2 Perbedaan Mesin Press ............................................... 13

Gambar 2.3 Skema Paku Keling ...................................................... 14

Gambar 2.4 Cara Pemasangan Paku Keling ................................... 16

Gambar 2.5 Ekor Paku Keling Penggunaan Umum (diameter

12mm)........ .................................................................. 17

Gambar 2.6 Ekor Paku Keling Penggunaan Umum (diameter12-

48mm)... ....................................................................... 17

Gambar 2.7 Ekor Paku Keling untuk Boiler(12-48mm) ..................... 18

Gambar 2.8 Cara Pemasangan Paku Keling ................................... 20

Gambar 2.9 Single dan Double Sambungan Lap Joint..................... 22

Gambar 2.10 Tiple Riveted Lap Joint ................................................. 22

Gambar 2.11 Single Riveted Double Strap Joint ................................ 23

Gambar 2.12 Double Riveted Double Strap Butt Joint ....................... 23

Gambar 2.13 Double Riveted Double Strap (Enequal) Butt Joint ....... 24

Gambar 2.14 (a) Sisi kiri adalah robek pada bagian pinggir plat

sedangkan (b) sisi kanan adalh robek pada garis sumbu

lubang paku keling ....................................................... 26

Gambar 2.15 Kerusakan akibat beban geser ..................................... 26

Gambar 2.16 Crushing pada paku keling ........................................... 28

Gambar 2.17 Tabel harga efisiensi paku keling ................................. 29

Gambar 2.18 Tabel diameter paku keling standar.............................. 30

xvii

Gambar 2.19 Bagian Jangka sorong.................................................. 36

Gambar 2.20 Pembacaan jangka sorong ........................................... 37

Gambar 2.21 Jangka Sorong Digital .................................................. 38

Gambar 2.22 Mikroskop Digital .......................................................... 39

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.................................................. 40

Gambar 3.2 Desain 3D Press Dies Double Punch ........................... 42

Gambar 3.3 Paku Keling Tirus ......................................................... 43

Gambar 3.4 Plat Alumunium ............................................................ 43

Gambar 3.5 Mesin Pres ................................................................... 44

Gambar 3.6 Desain press dies ......................................................... 45

Gambar 3.7 Jangka Sorong Digital .................................................. 45

Gambar 3.8 Kikir .............................................................................. 46

Gambar 3.9 Amplas ......................................................................... 46

Gambar 3.10 Autosol ......................................................................... 47

Gambar 3.11 Mikroskop Digital .......................................................... 47

Gambar 3.12 Gunting plat ................................................................... 48

Gambar 3.13 Penggaris ...................................................................... 48

Gambar 3.14 Pengaturan operasi mesin pres secara manual ............ 49

Gambar 3.15 Mengatur batas tekanan Mesin Pres ............................. 50

Gambar 3.16 Press dies pada mesin pres .......................................... 50

Gambar 3.17 Alat pressing yang siap digunakan ................................ 51

Gambar 3.18 Plat alumunium yang telah tersambung ........................ 52

xviii

Gambar 3.19 Potongan spesimen sambungan ................................... 53

Gambar 4.1 Hasil pengelingan meggunakan cetakan setengah

silinder................. ......................................................... 55

Gambar 4.2 Hasil pengelingan menggunakan cetakan lingkaran

datar..... ........................................................................ 56

Gambar 4.3 Bagian – bagian yang diukur pada spesimen sambungan

dengan cetakan setengah silinder ................................ 56

Gambar 4.4 Hasil pengukuran spesimen Sambungan A menggunakan

cetakan setengah silinder ............................................. 57

Gambar 4.5 Hasil pengukuran spesimen Sambungan B menggunakan

cetakan setengah silinder ............................................. 57

Gambar 4.6 Bagian – bagian yang diukur pada spesimen sambungan

dengan cetakan lingkaran datar ................................... 60

Gambar 4.7 Hasil pengukuran spesimen Sambungan A menggunakan

cetakan lingkaran datar ................................................ 61

Gambar 4.8 Hasil pengukuran spesimen Sambungan B menggunakan

cetakan lingkaran datar ................................................ 61

xix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi aluminium alloy seri 1000 ............................ 33

Tabel 2.2 Spesifikasi aluminium alloy seri 1100 ............................ 34

Tabel 4.1 Hasil pengukuran perubahan diameter paku keling pada

spesimen sambungan panci aluminium dengan cetakan

setengah silinder .......................................................... 58

Tabel 4.2 Hasil pengukuran perubahan diameter paku keling pada

spesimen sambungan panci aluminium dengan cetakan

lingkaran datar ............................................................. 62

Tabel 4.3 Hasil pengukuran panjang kelonggaran pada spesimen

sambungan plat menggunakan cetakan setengah

silinder.... ...................................................................... 66

Tabel 4.4 Hasil pengukuran panjang kelonggaran pada spesimen

sambungan plat menggunakan cetakan lingkaran

datar......... .................................................................... 68

xx

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hasil rata-rata pengukuran perubahan diameter paku

keling dengan bentuk cetakan setengan silinder .......... 59

Grafik 4.2 Hasil rata-rata pengukuran perubahan diameter paku

keling dengan bentuk cetakan lingkaran datar ............. 63

Grafik 4.3 Hasil perbandingan rata-rata panjang pelebaran ekor paku

keling berdasarkan variasi bentuk cetakan mata

punch.......... ................................................................. 64

Grafik 4.4 Hasil perbandingan rata-rata panjang kelonggaran pada

sambungan dengan cetakan setengah silinder ............ 67

Grafik 4.5 Hasil perbandingan rata-rata panjang kelonggaran pada

sambungan dengan cetakan lingkaran datar ................ 69

Grafik 4.6 Hasil perbandingan rata-rata panjang kelonggaran pada

sambungan berdasarkan variasi bentuk cetakan mata

punch ........................................................................... 70

xxi

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1 Luas permukaan robekan per panjang pitch ................. 25

Rumus 2.2 Ketahanan robekan ...................................................... 25

Rumus 2.3 Luas permukaan geser (in single shear)......................27

Rumus 2.4 Luas permukaan geser (in double shear).....................27

Rumus 2.5 Luas permukaan geser (in double shear boiler)...........27

Rumus 2.6 Shearing resistance (in single shear)............................27

Rumus 2.7 Shearing resistance (in double shear)...........................27

Rumus 2.8 Shearing resistance (in double shear boiler).................27

Rumus 2.9 Luas Permukaan crushing.............................................28

Rumus 2.10 Total crushing area........................................................28

Rumus 2.11 Crushing resistance.......................................................28

Rumus 2.12 Kekuatan unriveted........................................................29

Rumus 2.13 Efisiensi.........................................................................29

xxii

DAFTAR SIMBOL

Simbol

p = Pitch ( mm )

d = Diameter paku keling ( mm )

𝜎𝑡 = Tegangan tarik ijin bahan ( Mpa )

A = Luas permukaan robekan per panjang pitch( mm2 )

𝑃𝑡 = Ketahanan robekan ( N )

𝜏𝑡 = Tegangan geser ijin bahan ( Mpa )

n = Jumlah paku keling per pitch

𝑃𝑠 = Shearing resistance ( N )

t = Tebal plat ( mm)

𝜎𝑐 = Tegangan geser ijin bahan paku keling ( Mpa)

𝐴𝑐 = Luas Permukaan crushing ( mm2 )

𝑃𝑐 = Crushing resistance ( N )

𝑛 = Efisiensi ( % )

iii

iv

v

MOTTO & PESAN

“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan

kesanggupannya”

(Q.S. Al-Baqarah: 286)

“Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan?”

(Q.S. Ar-Rahman: 13)

“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau

telah selesai (dari suatu urusan), teteplah bekerja keras (untuk urusan

lain), dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap”

(Q.S. Asy-Syarh: 6,7,8)

“Maka sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan”

(Q.S. Al-Insyirah: 5-6)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

vii

Penulis persembahkan Tugas Akhir ini kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Orang tua tercinta yang tidak henti – hentinya memberikan doa dan

motivasi.

3. Seluruh Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

ANALISA PENGARUH VARIASI BENTUK CETAKAN MATA PUNCH

viii

PADA PENYAMBUNGAN PLAT BAHAN PEMBUAT PANCI

MENGGUNAKAN PAKU KELING ALUMINIUM DENGAN PANJANG 9

MM DAN DIAMETER 4 MM SEBAGAI MEDIA PENYAMBUNG

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan jaman maka perkembangan teknologi

sangat diperlukan untuk mengikuti keinginan pasar guna meningkatan

kualitas dan efisiensi proses pengerjaan material. Salah satunya adalah

proses penyambungan pada material menggunakan punch tool. Penelitian

ini melakukan proses penyambungan menggunakan paku keling

alumunium dengan alat press dies double punch. Proses penyambungan

pada material dilakukan dengan metode pressing. Paku keling yang

digunakan adalah jenis paku keling tirus aluminium ukuran panjang 9 mm

dan berdiameter 4 mm. Material yang digunakan berupa plat aluminium

seri 1100. Penyambungan yang dilakukan menggunakan variasi betuk

cetakan yaitu cetakan berbentuk setengah silinder dan cetakan berbentuk

lingkaran datar. Penyambungan dilakukan sebanyak 3 kali penyambungan

pada setiap cetakan. Hasil dari penyambungan kemudian akan di ukur

perubahan diameternya menggunakan mikroskop digital. Hasil rata – rata

perubahan diameter, pada cetakan mata punch setengah silinder, diameter

pada Sambungan A sebesar 5,4957 mm, pada Sambungan B sebesar

4,9490 mm. Sedangkan pada cetakan mata punch berbentuk lingkaran

datar, perubahan diameter pada Sambungan A sebesar 4,9087 mm, pada

lubang B sebesar 4,7015 mm.

Kata kunci : Paku Keling, Variasi mata Punch, Press Dies Double Punch,

Perubahan Diameter

ANALYSIS OF THE EFFECT OF VARIATION FORM OF PUNCH EYES

ix

IN PAN MAKING PLATE CONNECTION USING ALUMINUM RIVET

WITH LENGTH 9 MM AND DIAMETER 4 MM AS CONNECTING MEDIA

ABSTRACT

Along with the changing times, the development of technology is needed to

follow the market's desire to improve the quality and efficiency of the

process of material processing. One of them is the process of connecting to

materials using the punch tool. This research carried out the connection

process using aluminum rivets with a double punch dies press tool. The

connection process to the material is done by pressing method. The rivets

used are aluminum thin type rivets measuring 9 mm long and 4 mm in

diameter. The material used in the form of 1100 series aluminum. Splicing

is done using variations in the mold, which is a half-cylinder mold and flat

circle mold. The connection is made 3 times for each connection. The

results of the connection will then be measured changes in diameter using

a digital microscope and analyzed its structure through micro-photo testing.

The results of the average change in diameter, in a half-cylinder punch eye

mold, the diameter of the Connection A is 5.4957 mm, the Connection B is

4.9490 mm. Whereas in a flat circle shaped punch eye mold, the change in

diameter on the Connection A was 4.9087 mm, in hole B a 4.7015 mm.

Keywords: Rivets, Punch eye variations, Double Punch Press Dies,

Changes in Diameter

x

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji syukur bagi Allah SWT atas

limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan laporan tugas akhir yang berjudul “Analisa Pengaruh Variasi

Bentuk Cetakan Mata Punch pada Penyambungan Plat Bahan

Pembuat Panci Menggunakan Paku Keling Aluminium dengan

Panjang 9 mm dan Diameter 4 mm Sebagai Media Penyambung “.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini tidak dapat

terselesaikan tanpa adanya bantuan, dukungan dan saran dari berbagai

pihak. Oleh karena itu , penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak dan Ibu tercinta atas segala do’a dan dukungan yang telah

diberikan.

2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T.,Ph.D., selaku dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. H. Subroto, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. dan Bapak Nurmutaha Agung

Nugraha, S.T.,M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin UMS.

5. Bapak Bambang Waluyo Febriantoko, S.T., M.T. selaku Dosen

Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan

pengarahan dalam proses penelitian dan penyusunan laporan tugas

akhir.

6. Jajaran dosen dan staff di Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan

selama penulis menempuh studi.

7. Budi Sulistya, Arya Budi Pratama dan Dzulmi Wisnu Triatmojo

selaku teman seperjuangan dalam tugas akhir ini. Serta teman-

xi

teman yang selalu membantu dan memberikan dorongan maupun

nasihat, Yuswanto, Rizki Dwi Ardika, Hayu Latif Firmansyah.

8. Teman-teman Transfer Teknik Mesin UMS yang tidak bisa

disebutkan satu persatu. Semoga Allah senantiasa memberikan kita

keberkahan dalam setiap amal perbuatan kita.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini mungkin masih memiliki

beberapa kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap adanya kritik dan

saran demi perbaikan tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga

tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Surakarta, Januari 2019

Faqih Yazid Fariza Anshory

COVER-converted.pdf (p.1-2)DAFTAR ISI.pdf (p.3-13)HALAMAN DEPAN-converted.pdf (p.14-22)