Workholding devices atau perkakas bantu berfungsi untuk memposisikan dan menahan benda kerja selama proses pemesinan. Terdiri dari jigs yang memberikan tuntunan ke pahat potong, dan fixtures yang hanya menahan benda kerja tanpa memberikan tuntunan. Jenis-jenis perkakas bantu umum meliputi vice, chuck, dan collet.

1. Workholding Devices

2. PERKAKAS BANTU
 Secara umum perkakas bantu
berfungsi sebagai perangkat
pemegang benda kerja (workholding
devices)
 Tujuannya adalah memposisikan dan
menahan benda kerja secara
presisi agar operasi pemesinan
dapat dilakukan.

3. Perkakas bantu terdiri dari 2 jenis yaitu:
 JIGS : perkakas bantu yang berfungsi untuk
menuntun jalannya pahat
 FIXTURES: perkakas bantu yang berfungsi
untuk mengalokasikan dan mencekam benda
kerja agar tidak berubah posisinya.
 Kebanyakan buku teks istilah perkakas bantu
ini disebut sebagai Jigs & Fixtures
PERKAKAS BANTU

4. PERKAKAS BANTU
Umumnya perkakas bantu memiliki
fungsi sebagai:
 Pengalokasi (locating): agar benda
kerja dapat diposisikan secara benar &
teliti
 Pencekam (clamping): untuk menahan
gaya & momen yang berkerja dalam
operasi pemesinan sehingga dapat
menjaga posisi benda kerja secara
benar

5. Pengalokasi (Locator)
Pengalokasian dalam arah vertikal
Pengalokasian dalam arah horizontal

6. Pencekam (clamp)

7. Pencekam (clamp)
clamp
locator

8. Perkakas Bantu Pegang
Serbaguna (General Proposes
Work holding devices)
 Istilah perkakas bantu pegang serbaguna (general
proposes) adalah perangkat bantu pegang yang
umumnya tersedia pada setiap mesin perkakas
sesuai dengan operasi mesin tersebut seperti:
chuck pada mesin bubut atau vise pada mesin
freis.
 Istilah perkakas bantu yang dikenal dengan jigs &
fixtures lebih ditujukan kepada perkakas bantu
yang didisain khusus untuk operasi benda kerja
tertentu (special porposes workholding devices)
 Beberapa perkakas bantu serba guna a.l.: vise,
clamp, chuck, face plate, angel plate, lathe dog,
senter, steady rest, rotary table dll.

9. Vice
Vise atau ragum
presisi dipakai sebagai
alat bantu pada
operasi pada mesin
perkakas freis, gurdi
ataupun sekrap

10. Pencekam (clamp)
clamp
Clamp atau
pencekam seperti
terlihat disebelah
adalah perkakas
bantu serbaguna
yang banyak
dipakai pada
mesin perkakas

11. Chuck
Chuck sebagai alat bantu pegang pada operasi
bubut
Gambar (a) three-jaw chuck untuk memegang benda kerja
selindrik dan (b) independent four-jaw chuck untuk
memegang benda kerja prismatik

12. Face plate, lathe dog, center
Face plate, lathe dog
dan center dipakai
untuk proses bubut
antar senter. Lihat
mekanisme
pemegangan benda
kerja.
Proses bubut senter
dipakai dalam
membubut konus
(taper turning)

13. Angle Plate
Angle plate
Angle plate berbentuk
pelat siku presisi yang
berfungsi sebagai
pemosisi locating)
benda kerja secara
vertikal sehingga
dapat diproses. Angle
Plate dipakai pada
mesin freis horizontal
(horizontal milling
machine).

14. Collet
Collet sebagai perkakas
bantu (fixture) untuk
memegang benda kerja
dengan diameter kecil
pada proses bubut.
collet
Benda kerja
spindel

15. Collet
Collet juga sebagai
perkakas bantu (fixture)
untuk memegang pahat
umumnya pahat end mill.

16. Steady rest
Steady rest adalah
perkakas bantu
pegang pada mesin
bubut, khusus untuk
memegang benda
kerja selinder panjang
agar mengurangi efek
defleksi

17. Rotary table
Dipakai pada mesin freis,
berfungsi memegang benda
kerja sehingga benda kerja
dapat dibagi atau diputar
sesuai sudut yang diingini.
Dipakai dalam pemesinan
benda kerja segi banyak
atau roda gigi

18. T-Slot (Alur T)
T-Slot adalah alur yang dibuat pada meja mesin
sedemikian sehingga membantu dalam proses
pencekaman benda kerja

19. Metodologi perancangan Jig
dan Fixture
 Interpretasi gambar teknik
 Ukuran & bentuk benda kerja
 Ketelitian yang diingini
 Material benda kerja
 Jumlah produk
 Tempat pengalokasian & pencekaman benda kerja
 Analisa proses
 Tipe & ukuran mesin perkakas
 Tipe dan ukuran pahat potong
 Urutan operasi
 Orientasi benda kerja terhadap pahat potong
 Gaya potong
 Rancang solusi perkakas bantu dengan kriteria: ketelitian,
parameter proses (kec potong & ongkos)

20. TEORI DASAR PEMEGANGAN
PADA PERKAKAS BANTU
Obyek dalam ruang
memiliki 12 derajat
kebebasan yaitu:
6 derajat kebebasan
gerakan rotasi (gerakan 1
s/d 6) dan 6 derajat
kebebasan berikutnya
merupakan gerakan
translasi ( gerakan 7 s/d
12). Fungsi dari perkakas
bantu (locator & clamp)
adalah meniadakan
gerakan tersebut sehingga
obyek/ benda kerja dapat
dimesin. A
Tinjauan obyek dalam ruang

21. 3 pin yang meyangga benda kerja di atas meniadakan 5
derajat kebebasan yaitu gerakan no. 2, 5 (rotasi sb Y), no 1,4
(rotasi sumbu x) dan no. 12 (translasi – Z). Ada 7 derajat
kebebasan yang belum ditiadakan.
TEORI DASAR PEMEGANGAN PADA PERKAKAS BANTU

22. 5 pin seperti gambar diatas meniadakan 8 derajat kebebasan
yaitu gerakan no. 1,2,4,5, dan 12 (seperti slide sebelumnya)
ditambah gerakan no. 3, 6 (rotasi sb Z), gerakan translasi no.
8 (translasi +Y). Ada 4 derajat kebebasan yang belum
ditiadakan.
TEORI DASAR PEMEGANGAN PADA PERKAKAS BANTU

23. 6 pin seperti gambar diatas meniadakan 9 derajat kebebasan..
Ada 3 derajat kebebasan yang belum ditiadakan yaitu translasi
+Z, translasi –X dan translasi –Y.
TEORI DASAR PEMEGANGAN PADA PERKAKAS BANTU

24. Jig
 Jig adalah suatu perkakas pemegang benda kerja
untuk tujuan khusus (special-purpose workholding
device)
 Jig sebagai alat bantu dipakai luas pada proses
pemesinan, pengelasan, dan assembly
 Jig merupakan perkakas pemegang benda kerja
sekaligus memberikan tuntunan dan orientasi pada
pahat potong (proses pemesinan) atau katoda
mesin las (proses pengelasan)

25. Box Jig

26. Jenis-jenis
Jig
 Plate jigs
 Channel jigs
 Ring jigs
 Diameter jigs
 Leaf jigs
 Box jigs

27. leaf jig

28. Fixture
 Sama dengan jig, fixture adalah perkakas
pemegang benda kerja untuk tujuan khusus
(special-purpose workholding device)
 Perbedaan dengan Jig adalah tidak ada tuntunan
khusus untuk pahat potong
 Fixture adalah perkakas bantu yang berfungsi
untuk mengalokasikan dan mencekam benda
kerja agar tidak berubah posisinya akibat proses
pemesinan.
 Digunakan pada berbagai proses pemesinan
seperti milling, broaching, planing, grinding and
turning.

29. Fixture
untuk benda
kerja
berbentuk
pelat

30. Fixture untuk proses bubut
Fixture ini dipakai bila benda kerja tidak bisa
dicekam dengan chuck yang sudah disediakan

31. Fixture Pengelasan

32. Fixture untuk proses gerinda
Karena gaya potong
pada proses gerinda
datar yang relatif
kecil maka proses
pemegangan benda
kerja dapat
dilakukan dengan
ragum bermagnet
(magnetic vise) atau
tidak memerlukan
pencekam (clamp)
secara mekanik.

33. Fixture Modular
Fixture modular adalah perkakas bantu yang terdiri dari
modul-modul seperti modul locator, V-block, clamp,
support, base plate agar dapat mengakomodasi benda
kerja yang beragam ukuran dan bentuk sehingga
menghindari perancangan fixture khusus.

34. Fixture Modular

35. Fixture Modular

36. Beberapa Persyaratan dalam
perancangan Perkakas Bantu
 Mudah dibongkar pasang
 Satu sistim pencekaman untuk beberapa
operasi pemesinan
 Cepat & mudah dioperasikan
 Perhatikan bid referensi bendakerja
 Repeatability
 Skala ekonomis
 Gaya pencekaman
 Hindari pencekaman kembali

37. Mudah dibongkar pasang untuk meminimalisasi
waktu non-produktif (waktu yang terbuang akibat
tidak melakukan proses pemotongan)
Prinsip Perancangan Fixture

38. Prinsip Perancangan Fixture
Usahakan benda kerja dipegang/dicekam untuk beberapa
operasi pemesinan sehingga tidak perlu mengubah bidang
referensi (datum). Mengubah datum akan berpengaruh
terhadap ketelitian geometrik benda kerja yang dihasilkan.

39. Prinsip Perancangan Fixture
Cepat dan mudah dioperasikan dan tidak
membutuhkan penanganan (handling) khusus
Sukar
dalam
pengoper
asian

40. Perancangan Fixture
Usahakan perkakas bantu standar (serbaguna) bila
jumlah benda kerja yang dimesin sedikit (sehingga
ongkos perkakas bantu rendah). Fixture hanya dipakai
untuk jumlah benda kerja banyak (skala ekonomis)

41. Prinsip Perancangan Fixture
 Perhatikan bidang referensi benda kerja (datum) dalam
perancangan perkakas bantu dan posisi & orientasi
elemen geometris lain terhadap datum tersebut.
 Keterulangan (repeatability) untuk jumlah benda kerja
datum

42. Prinsip Perancangan Fixture
 Gaya pencekam harus dapat menjamin gaya & momen
yang terjadi akibat proses pemotongan tidak
mempengaruhi ketelitian bendakerja
 Gaya pencekaman yang terlalu besar sebaiknya
dihindari agar tidak terjadi defeksi pada benda kerja

43. locator
clamp
Prinsip Perancangan Fixture
 Perkakas bantu harus diusahakan agar dapat dicekam
untuk beberapa operasi pemesinan agar menjaga
ketelitian & produktifitas. Pencekaman ulang untuk
pemesinan bagian tertentu harus dihindari (permukaan
datum hilang & ketelitian tidak dijamin)

44. Workholding in Assembly

45. Workholding devices
 Its covers all devices that are used to hold, grip or
chuck a workpiece in a prescribed manner to allow
a manufacturing operation to be performed
 Main purpose: to position and hold a workpiece in a
precise location while the manufacturing operation
is being performed
 4 basic elements:
 Locating element: allow the wp to be positioned
correctly
 Structural : can withstand the force applied
during the operation
 Clamping: can withstand the force applied during
the operation and maintain the position of wp
 Fixing: attach the workholder to the machine

46. Locator
 Fixed
 Adjustable

47. Clamps
 Eccentric-
cam
 Toggle
 Strap
 screw

48. Workholding devices
 General Workholding devices (sometimes referred
to as Low-cost Jigs and Fixtures)
 Vices
 Clamps and abutments
 Chuck
 Collets
 Centers
 Mandrels
 Face plates
 special-purpose workholding device
 Jigs and Fixtures

49. Vice

50. Workholding Method
 For machine table having T-slot

51. Workholding in vertical-
boring machine

52. Jenis-jenis Fixture
 VISE
 PROSES BUBUT
 Lathe center (dead and life)
 Mandrel (solid, gang, cone, ekspansi)
 Chuck (three jaws self, four jaws independent,
combinations)
 Collet (round, square, hexagon)
 Face plate
 Steady and follow rest

53. Jenis-jenis Fixture Proses
Freis
 Untuk proses freis, rata-rata pb-nya terdiri lima bagian,
seperti pelat dasar, cekam, sarang, titik lokasi dan referensi.
 Diklasifikasikan atas berbagai cara :
 berdasarkan jenis operasi freis
 cara pencekaman
 cara lokasi
 cara penempatan benda kerja
 Jenis-jenis :
 T-slot
 V-block
 Clamping
 Block indexter
 Angle plate

54. Why use jigs and fixtures
 For many machining and assembly operation,
General-purpose workholding device may not
sufficient
 Jigs and Fixtures known as special-purpose workholding
device are generally satisfied
 Component can be produced quicker
 Greater interchangeability is obtained due to
repeatibility of manufacture which subsequently
reduces assembly time
 Accuracy can be easily obtained and maintained
 Unskilled or semi-skilled labour may be used on a
machine, resulting in reduced manufacturing costs

55. Jigs
 A workholding device
 Its further important function; determining location
dimensions of specific features produced during
machining or assembly
 Not all jigs provide guidance for tools, e.g. in many
assembly process, such as welding, the jig merely
holds the parts together in the correct orientation
with respect to each other while the tool carries out
the joining process.
 however, in the case of machining processes, jigs
always provide guidance for the cutting tool

56. Jigs
 A specially designed and built workholding device,
usually made of metal, and performs three basic
functions:
 Holding the components
 Providing guidance for cutting tools to determine
the location dimension for the machining of a
feature
 Positively locating the component so that
subsequent components are machined in the
same manner
 Generally classified either drilling jigs or boring jigs
and are used for e.g. drilling, reaming, chamfering,
counterboring,countersinking, and boring operation

57. Fixtures
 Similar to a jig, a special-purpose workholding
device used during machining or assembly
 However, fixture are generally heavier
construction than jigs and also usually fixed to
machine table
 Main function: to positively locate the workpiece.
 Unlike a jig, No guidance is provided for cutting
tools
 Used in a variety processes including milling,
broaching, planing, grinding and turning

58. Factors influence the design and/or
construction of workholders
 Physical characteristics of the wp:
shape/form (geometry), overall size, and
mass
 Cutting force involved
 Machine selection: weight and size of
workholder and wp
 Fixing method to machine
 Workholder-cutting tool relationship
 Workpiece-cutting tool relationship

59. Basics principles of the jigs
and fixtures design
 Location
 Clamping
 Clearance
 Stability and rigidity
 Handling and fixing
 Ease of construction and design

60. Design methodology for jig
and fixture design
 Drawing interpretation
 Size and shape of workpiece
 Accuracy required
 Workpiece material
 Quantity required
 Location and clamping surface
 Manufacturing analysis
 Type and size of machine tool
 Type and size of tooling
 Sequence of operation
 Orientation of the workpiece relative to the tooling
 Cutting forces
 Develop workholding solution: criteria; speed of operation,
accuracy, and cost
 Design and construction

61. Types of jigs
 Classified by process
 Drilling jigs
 Template
 Plate
 Sandwich
 Angle
 Box
 Swinging arm
 Boring jigs

62. Template jig, plate jig, leaf
jig

63. Box Jig

64. Jig Borer

65. Types of Fixtures
 Usually classified according to their use
with particular process such as: for
assembly, machining, joining, inspection
 Basic types of fixture and their name
usually describe their construction
 Plate
 Angle plate
 Vice jaw
 Indexing

66. Plate
Fixture

67. Turning Fixture

68. Turning Fixture

69. Turning Fixture

70. Welding Fixture

71. Furthe workholding
 Power
 Modular
 Magnetic
 Electrostatic
 vacuum

72. Modular Fixture components
 Flexible fixture, can accommodate workpieces of
various sizes, shapes, hights, widths, diameter
etc.

73. Modular Fixture

74. Modular Fixture
Elemen standar:
 riser block
 vee block
 angle plate
 Cubes
 Box parallels

75. Dedicated And Modular
Fixture
 Perbedaan antara Dedicated And Modular Fixture

76. Conformable clamping system
(Programmable fixture)
 For machining turbin-blade forging

78. Jig dan Fixture
 Perkakas Bantu mempunyai 2 (dua) fungsi
sebagai berikut :
 Pelokasian
 Pencekam
 Ada 2 (dua) jenis perkakas Bantu :
 Jigs
 Fixtures

79. Persyaratan untuk
perancangan Perkakas Bantu
 Positive location
 Repeatability
 Adequate clamping force
 Reliability
 Ruggedness
 Design and construction ease
 Low profile
 Workpiece accommodation
 Rapid, easy operation
 Freedom from part distortion

80. Jenis-jenis
Jigs
 Plate jigs
 Channel jigs
 Ring jigs
 Diameter jigs
 Leaf jigs
 Box jigs
 Universal Jigs

81. Universal Jigs

82. Syarat-syarat jig
 Kekakuan
 Lokasi dan pencekaman
 Pengendalian geram
 Kaki perkakas

83. JENIS-JENIS LAIN JIG/
FIXTURE
 THE GROUP JIG/ FIXTURE
 Contoh Assembly jigs
 Magnetic workholders
 Electrostatic workholders
 Vacuum chucks

84. Pertimbangan Ekonomi dari
Jigs and Fixtures
 Biaya perkakas
 Bunga/keuntungan dari biaya perkakas
 Pengurangan dari penggunaan dari
perkakas
 Pengurangan dari biaya mesin
 Jumlah yang dihasilkan

85. Typical Lathe Tool Post (Jig)

86. Basic Elements of Machine Tools
(Elemen dasar mesin perkakas)
Komponen yang selalu ada pada setiap
mesin perkakas
 Rangka mesin
 Penggerak
 Peralatan Pemegang benda kerja
 Pengontrol

87. Basic Elements of Machine Tools
(Elemen dasar mesin perkakas)
Struktur:
 Dasar
 Bangku
 Kolom
 Kepala tetap
 Meja
 Peluncur silang
Bahan:
 besi cor
kelabu
 baja
 baja las
Rangka Mesin

88. Basic Elements of Machine Tools
(Elemen dasar mesin perkakas)
Penggerak:
 Mekanis
 Listrik
 Hidrolis
 Pneumatis

89. Basic Elements of Machine Tools
(Elemen dasar mesin perkakas)
Peralatan pemegang benda kerja :
 Pada benda kerja berputar
 Diantara pusat
 Mandril
 Plat Penyetel
 Pencekam
 Leher
 Arbor
 Peralatan Khusus
 Pada Benda Kerja Ulang Alik

90. Basic Elements of Machine Tools
(Elemen dasar mesin perkakas)
Peralatan pemegang benda kerja :
 Pada benda kerja berputar
 Pada benda kerja ulang alik
 Ragum
 Celah T
 Pencekam magnet
• Magnet tetap
• Arus searah

91. Basic Elements of Machine Tools
(Elemen dasar mesin perkakas)
Metode pengendalian:
 Dengan tangan
 Mekanis
 Hidrolis
 Gerakan nok (cam)
 Daur pemilih waktu
 Pengendali numerik

92. Bentuk-bentuk geometri yang umum
produk hasil pemotongan
 Permukaan datar (plane atau flat)
 Silindris (cylindrical)
 Konis (conical)
 Tak beraturan (irregular, curve atau
warped)

93. Ketelitian mesin-mesin
perkakas
 Ketelitian produk yang dihasilkan sampai 0.001 inci
atau kurang.
 untuk menghasilkan ketelitian tersebut mesin
perkakas harus memenuhi persyaratan sbb antara
lain:
 Fungsional
 Kekakuan
 Bentuk
 Kemudahan dalam pengoperasian
 Kemudahan pengeluaran serpihan (geram)
 Keselamatan