PROSES PENGERJAAN BENDA KERJA

II.1. Teori dasar.

II.1.1. Proses permesinan.

            Proses permesinan adalah merupakan salah satu dari beberapa metode umum yang digunakan untuk menghasilkan bentuk ukuran akhir suatu produk perkomponen.

Proses permesinan diklasifikasikan sebagai berikut :

1)      Menggergaji ( sawing )

2)      Menyekrap ( shaping )

3)      Membubut ( turning )

4)      Mengefrais ( miling )

5)      Menggurdi ( boring )

6)      Menggerinda ( grinding )

Sedangkan variabel – variabel proses ini adalah :

1)      Material pahat dan bentuk geometriknya

2)      Material benda kerja

3)      Parameter / kondisi proses pemotongan

4)      Larutan pendingin

5)      Karateristik dari mesin perkakas seperti stiffness dan damping

Setelah itu parameter – parameter yang dihitung maupun ditentukan pada proses permesinan ini adalah kondisi pemotongan ( CUTTING CONDITION ) yang meliputi :

1.      Kecepatan potong ( V ) didefinisikan sebagai kecepatan linier maksimum antara pahat dan benda kerja, dimana kecepatan potong dipengaruhi oleh diameter benda kerja dan putaran sehingga dapat dirumuskan :

 V = π . D . n / 1000       ( m/menit )

2.      Gerak makan  ( f ) dan kecepatan makan ( v_f ) didefinisikan sebagai gerak lateral pahat relatif terhadap benda kerja pada waktu proses permesinan berlangsung. Proses bubut, gerak makan adalah pergerakan pahat persatuan putaran benda kerja dan satuan ukur dalam ( mm/putaran ) dan dirumuskan sebagai berikut :

             v_f  = f . n . z    ( mm/menit )

3.      Kedalaman ( a ) adalah lebar geram yang dibuang pada operasi pemotongan kasar dan halus diperkecil dari pemotongan kasar dirumuskan berikut ini :

 a = Do – D₁ / 2   ( mm )

4.      Waktu pemotongan ( t ) adalah waktu yang diperlukan untuk memotong benda kerja dan merupakan fungsi dari ukuran benda kerja, a, f, dan V dirumuskan :

t_m = n_p ( L – ΔL ) / vf           ( menit )

Dimana :

n_p                     = lintasan pemotongan

n_{p bubut}              = ( Do – D₁ /2.a )

np _frais               = ΔH/α. + W/α . D

L                      = panjang benda kerja

ΔL                   = jarak tambah untuk pembebasan pahat dengan  benda kerja

 α                     = faktor overlap pahat ( 0,00 ÷ 1 )

ΔH                   = tebal bahan yang akan difrais

II.1.2. Waktu Produksi

            Adapun rumus yang akan digunakan pada perhitungan waktu proses permesinan ini adalah :

            T_pr = T_m + T_h + T_t . ( T_m / T )

Dimana :

T_m = waktu pemotongan

T_h = waktu pemindahan bahan

T_t = waktu penggantian pahat

( T_m / T ) = jumlah komponen yang dapat dihasilkan sebelum umur pahat habis

T = umur pahat

T_pr = waktu produksi

II.1.3 Ongkos Produksi produk

            Dalam penentuan ongkos produksi per produk dapat dipakai rumusan sebagai berikut:

            C_pr       = C_s / N_b + C_m / N_b + C_r + C_o + C_b

            C_pr       = Ongkos produksi perkomponen

            C_s        = Ongkos seting untuk jumlah komponen

            C_m       = Ongkos mesin, operator, NC programmer overhead pabrik.

            C_r         = Ongkos mata pahat

            C_b        = Ongkos material produksi

            C_o        = Ongkos operasi

            N_b        = jumlah komponen yang akan dibuat

II. 2. Contoh perhitungan

II.2.1 Proses pembubutan 1

            Diameter  benda kerja ( D₀ ) = 135  mm, akan dijadikan ( D₁ ) = 133,35 mm dan panjang benda kerja ( L₀ ) = 90 mm, akan di bubut sepanjang ( L₁ ) = 2,5 mm. maka

            - kedalaman pemotonganya ( a₁ ) :

              a₁ = ( 135 – 133,35 ) / 2 = 0,0825 mm

            - waktu pemotongan ( t_ml  ) :

Bahan benda kerja baja karbon rendah dengan V = 30 m/menit

- jenis bahan pahat baja carbide dengan V = 130 mm/menit

dimana :  L₁ = 1 mm dan ΔL = 2 mm

n = ( 130 . 1000 ) / ( π .135 ) = 306,5 rpm ( diambil 300 rpm )

-    kecepatan makan ( v_f )

dimana f = 1 mm/putaran dan Z = 1

Maka :

v_f = 1 . 300 . 1 = 300 mm/menit

- waktu pemotongan ( t_m ) :

t_m = n_p . ( L₁ – ΔL ) / v_{f =} 1 ( 25,4 + 2 ) / 300 = 0,092 menit

II.2.2 Proses pembubutan 2

            Diameter 1 ( D₁ ) = 133,35 mm, akan dijadikan diameter ( D₂ ) = 69,85 mm sepanjang   L₂  = 6,35 mm, sehingga :

            - kedalaman pemotongan ( a₂ ) :

            a₂ = ( D₁ + D₂ ) / 2 = ( 133,35 – 69,85 ) / 2 = 31,75 mm

            - waktu pemotongan ( t_m2 ) :

            dimana : n_p= 13 x lintasan pahat ( setiap pemakanan sedalam 2,5 mm )

            Maka :

            t_m2 = n_p . ( L₂ – ΔL ) / v_f  = 13 . ( 6,35 + 2 ) / 300 = 0,36 menit

II.2.3. Proses Pembubutan

            Diameter 1 ( D₁ ) =133,35 mm, akan dijadikan diameter ( D₂ ) = 69,85 sepanjang L₃ = 57, 86 mm, sehingga :

- Kedalaman pemotongan ( a₃ ) : adalah sama dengan a₂

- Waktu pemotongan ( t_m3 ) :

dimana : n_p = 13 x lintasan pahat.

Maka :

t_m3 = n_p ( L₃ – ΔL ) / v_f  = 13 ( 57,86 + 2 ) / 300 = 2,6 menit

II.2.4. Pembubutan Radius

            Dalam pembubutan rasius ini kedalaman pemotongan dilakukan  2 kali pemakan sehingga :

- Waktu pemotongan ( t_m4)

   Dimana :   L₄   = 6,35 mm

Maka

            t_m4 = n_p . ( L₄ – ΔL ) / v_f = 2. ( 6,35 + 2 ) / 300 = 0,056 menit

II.2.5. Pembubutan Cela ( grooving )

            Pembubutan celah untuk pembebasan pahat sewaktu membuat ulir agar tidak terjadi tabrakan. Dengan ukuran a₅ = 0,25” / 6,35 mm dan  L₅  = 0,25” atau 6,35 mm.

- waktu pemotongan ( t_m5 )

   Dimana :  n_p   = diambil 5 x pemakanan

                    v_f     = 150 mm/menit

                    ΔL = 2 mm

maka :

t_m5 = n_p. ( L₅ – ΔL ) / v_f = 5 . ( 6,35 + 2 ) / 150 = 0,278 menit

II.2.6 Pembuatan Ulir 2,750.4UNF.2A

            Diameter 2 ( D₂ ) = 69,85 mm, panjang ulir yang akan dibuat ( L₆ ) = 54,86 mm dan tinggi ulir yang akan dibuat ( a₆ ) = 3,75 mm, dimana kecepatan makan untuk pembuatan ulir adalah :

            Dimana:  f = 0,5 mm/putaran

                           n = 70 rpm

                           Z = 1

Maka :

v_f = f . n . Z = 0,5 . 70 . 1 = 35 mm/menit

Sehingga:

-     waktu pemotongan ( t_m6 ) dengan  n_p  = 8 x lintasan pahat

t_m6 = n_p . ( L₆ - ΔL ) / v_f = 8 . ( 54,86 + 2 ) / 35 = 12,997 menit

II.2.7. Pembuatan lubang dengan senter drill

            Pembuatan lubang dengan senter drill bertujuan untuk membuat lubang yang lebih besar dan dalam sehingga membutuhkan waktu, maka waktu proses senter drill:

            Dimana :  n_p = 1 ( menusuknya senter drill ke benda kerja )

                            L₇ = 6 mm dan ΔL = 2 mm dan v_f = 300 mm / putaran.

            Maka

t_m7 = n_p . ( L₇ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 6 + 2 ) / 300 = 0,027 menit

II.2.8. Proses pengeboran tingkat pertama

            Panjang yang akan di bor ( L₀ ) = 83,26 mm  dan ΔL = 2 mm serta  n_p  = 1, bahan bor baja HSS dengan  V = 30 m/menit sedangkan diameter bor 10 mm, maka didapat putarannya ( n ) = 954,9 rpm diambil 1000 rpm, f = 1 mm/putaran dan Z = 1 sehingga :

            v_f  = 1 . 100 . 1  = 1000 mm/menit.

            - waktu pemotongan ( t_m8 ) :

t_m8 = n_p . ( L₀ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 83,26 + 2 ) / 1000 = 0,085 menit

II.2.9. Proses pengeboran tiga tingkat kedua

            Panjang yang akan dibor ( L₀ ) = 83,26 mm dan ΔL = 2 mm serta  n_p  = 1, Bahan bor baja HSS dengan V = 30 m/menit sedangkan diameter bor 20 mm, maka didapat putarannya ( n ) = 477,46 rpm diambil 500 rpm, f = 1 mm/ putaran dan Z = 1 sehingga :

            v_f = 1 . 500 . 1 = 500 mm/menit

            - waktu pemotongan ( t_m9 ) :

t_m9 = n_p . ( L₀ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 83,26 + 2 ) / 500 = 0,17 menit

II.2.10. Proses pengeboran tingkat ketiga

            Panjang yang akan dibor ( L₀ ) = 83,26 mm dan ΔL = 2 mm serta n_p = 1, bahan bor baja HSS dengan V = 30 m/menit sedangkan diameter bor 40 mm, maka didapat putarannya ( n ) = 238,7 rpm diambil 300 rpm , f = 1 mm/putaran dan Z = 1 sehingga :

              V_f = 1 . 300 . 1 = 300 mm/menit.

            - waktu pemotongan ( t_m10 ) :

            t_m10 = n_p . ( L₀ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 83,26 + 2 ) / 300 = 0,284 menit

II.2.11. Proses pembubutan diameter dalam

            Lubang yang akan dibubut adalah 41,275 mm, sedangkan diameter yang sudah ada berdiameter 40 mm,sehingga :

-    kedalaman pemotongan :

a₁₁ = ( 41,275 – 40 ) / 2 = 0,6375 mm

-    Putaran spindelnya diambil n = 150 rpm, hal ini  disebabkan untuk pembubutan dalam, dimana : n_p = 1 x lintasan pahat dan f = 0,2 mm/putaran Maka :

v_f = 0,2 . 150 . 1 = 30 mm / menit

-    Waktu pemotonganya :

            t_m11 = n_p . ( L₀ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 83,26 + 2 ) / 30 = 2,842 menit

II.2.12. Proses pembuatan 4 lubang bertingkat dengan mesin frais

            Dalam pembuatan lubang ini dilakukan secara bertingkat dengan diameter yang pertama 8 mm sedalam 19,05 mm dan kedua 10,31 mm sedalam 9,525 mm pada lubang 4 lubang ini ukuran sebenarnya adalah 0,406 Thru 4.holes.EO.AP. Dimana putaran yang dipakai adalah n = 150 rpm pada posisi pahat vertikal sehingga waktu pemotongan dipakai rumus :

            t_m12 = n_p . ( Ln – ΔL ) / v_f

Dimana : v_f = 150 mm/menit, f = 1 mm/putaran  dan n_p = 1 x  lintasan pahat.

Maka :

            t_m12 = n_p . ( L₁ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 19,05 + 2 ) / 150 = 0,14 menit dan                t_m13 = n_p . ( L₂ - ΔL ) / v_f = 1 . ( 9,525 + 2 ) / 150 = 0,077 menit

II.3. Waktu Produksi per Komponen

            Penjualan hasil dari perhitungan waktu per proses permesinan adalah waktu produksi per komponen adalah :

t_m-total = t_m1 + t_m2 + t_m3 + t_m4 + t_m5 + t_m6 + t_m7 + t_m8 + t_m10 + t_m11 + t_m12 + t_m13

= 0,092 + 0,36 + 2,6 + 0,056 + 0,278 + 2,997 + 0,027 + 0,085 + 0,17 + 0,284        +  2,842 + 0,14 + 0,077 menit = 20,008 menit (dibulatkan 20 menit)

II.3.Waktu penyiapan peralatan

            Dalam penyiapan peralatan dibutuhkan beberapa jenis waktu yang dibutuhkan antara lain :

            - Waktu pemindahan panda kerja ( T_h ) = 3 menit

            - Waktu pergantian pahat ( T_t ) = 5 menit

            - Umur pahat ( T ) = 180 menit ( diasumsikan )

            - Waktu produksi per komponen ( T_m ) = 25 menit

            dimana waktu produksi per komponen (  T_pr  ) adalah :

                              ( T_pr ) = ( T_m ) + ( T_h ) + ( T_t ) . ( T_m/T )

            Maka :

                      ( T_pr ) = 20 + 3 + 5 . ( 20/180 ) = 23,56 menit

            Jadi dalam proses pembubutan benda kerja menjadi komponen peralatan dibutuhkan waktu sebesar 23,56 menit.

III.ONGKOS TOTAL PER PRODUK

1)      Ongkos material per produk ( C_b ) = Rp 10.000,-

2)      Ongkos seting per produk ( C_s ) = Rp 150.000,- / 60 buah = Rp. 2.500,-

3)      Ongkos mesin, operator, CNC programmer, overhead pabrik per produk ( C_s ) = Rp. 150.000,- / 60 buah = Rp. 2.500,-

4)      Ongkos mata pahat per produk ( diganti setiap 15x produksi ) ( C_r ) = Rp. 1.000,-

5)      Ongkos proses permesinan per produk ( C_o ), dimana pada ongkos ini  adalah :   t_pr  x  ( ongkos sewa tempat, ongkos langsung, ongkos tidak langsung, ongkos tetap ) = 23,56 x Rp. 750,- = Rp. 17.670,-

IV.KESIMPULAN

            Jadi ongkos total produksi per komponen / produk adalah :

                      C_pr = C_s / N_b + C_m / N_b + C_r + C_o + C_b

            C_pr = Rp. 2.500,- + Rp. 2.500,- + Rp. 1.000,- + Rp. 17.670,- + Rp, 10.000,-

                   = Rp. 33.670,- ( dibulatkan Rp. 34.000,- ) / komponen.