Workholding Principles (Part 1)

Tujuan utama workholder adalah untuk memegang benda kerja dan ia mestilah dipegang dengan selamat, maksudnya ia tidak boleh longgar kerana apabila kita melakukan operasi pemesinan benda kerja itu boleh terpelanting. Dan kita perlu memastikan sepanjang proses pemesinan benda kerja itu masih berada didalam keadaan selamat. Untuk mencapai objektif ini, pengapit (clamp) mestilah mestilah memenuhi beberapa syarat:-

a) Pengapit mestilah cukup kuat untuk memegang benda kerja dan menentang sebarang pergerakan.

b) Pengapit mestilah tidak merosakkan benda kerja atau merubah bentuk (deform) sesuatu benda kerja. Contohnya benda kerja yang terlalu kecil ia akan mudah rosak sekiranya diapit terlalu kuat.

c) Pengapit mestilah mudah digunakan, dimana kita mudah untuk memasang dan mengeluarkan benda kerja.



POSITIONING THE CLAMPS

a) Pengapit mestilah bersentuh dengan permukaan benda kerja pada tempat yang kuat (rigid point). Ini adalah untuk mengelakkan daya apitan (clamping force) yang akan menyebabkan benda kerja dari bengkok ataupun rosak. 

b) Pengapit mestilah diletakkan didalam keadaan yang tidak menganggu operasi pemesinan. Ia amat penting kerana operator dapat berkerja dengan mudah dan selamat. 

Figure 1 : Bad positioning of Clamp

Figure 2: Good positioning of clamp

Type of Tools

Sebagaimana yang kita ketahui, Tool terbahagi kepada beberapa jenis, diantaranya ialah:-


a) Workholding Devices

   - Workholding devices bermaksud peralatan yang digunakan untuk memegang atau mencengkam (grip) sesuatu benda kerja. Contoh yang paling mudah ialah, untuk melakukan proses pemesinan menggunakan mesin milling (Figure 2), kita perlu pastikan benda kerja tersebut dipegang terlebih dahulu, biasanya kita akan menggunakan vise. Ini bermakna vise boleh dikategorikan sebagai Workholding Device.

Figure 1 : Workholding Devices

Figure 2 : Vise at Milling Machine

Figure 3: Vise

b) Pressworking Tools

   - Digunakan semasa melakukan prosess pressworking. Fungsinya hampir sama dengan Wolkholding devices iaitu memegang dan mengapit benda kerja.

Figure 4 : Pressworking Tool

c) Bending, forming and Drawing Dies

   - Fungsi production tooling didalam bending, forming and drawing dies adalah untuk menyokong, memegang dan mengapit benda kerja semasa proses bending, forming dan drawing dies untuk memastikan ketepatan sesuatu dimension yang diperlukan dapat dipenuhi.

Figure 5: Bending Process

Figure 6 : Forming Process

d) Tool design for Inspection and Gaging

       - Setiap dimensi benda kerja yang telah disiapkan mestilah memenuhi dimensi yang telah ditetapkan. Biasanya untuk mengukur dimensi ini kita akan menggunakan metrology tool seperti venier caliper, micrometer ataupun yang memerlukan ketepatan yang tinggi kita akan gunakan coordinate measuring machine (cmm). Contohnya sekiranya kita mengunakan cmm, kita perlu set up benda kerja tersebut sebelum melakukan proses pengukuran. Oleh itu proses pengukuran ini akan mengambil masa, oleh itu kita boleh merekabentuk Tool dan benda kerja hanya perlu diletakkan diatas tool tersebut dimana kita dapat mengurangkan masa untuk set-up.

Figure 7: Inspection Jig

Figure 8 : GO & NO GO Gauge

Figure 9 : Thread gauge

Tool Design in Manufacturing

Tool adalah suatu alat yang penting didalam bidang pembuatan. Kita perlu mengoptimizekan penggunaan Tool didalam kejuruteraan, Contoh Tool yang paling banyak digunakan didalam kejuruteraan adalah jig dan fixture. Jig dan fixture dapat membantu dalam mengurangkan kesilapan di samping dapat meningkatkan produktiviti. Proses dalam merekabentuk dan penghasilan Tool, kaedah dan teknik diperlukan untuk meningkatkan kecekapan dan produktiviti.



TANGGUNGJAWAB DAN PERANAN TOOL DESIGNER


a) Menghasilkan Tool yang ringkas, dan mudah digunakan untuk kecekapan maximum.

b) Bahan yang digunakan untuk membuat Tool mestilah bersesuaian dengan kegunaan dan aplikasi. Tool Designer juga perlu menitikberatkan tentang jangka hayat Tool tersebut.

c) Kos yang paling optimum (lagi murah lagi bagus, tapi kena bergantung pada aplikasi Tool tersebut). Jika kita memerlukan Tool yang percise, sudah tentulah kita memerlukan bahan yang berkualiti dan sudah semestinya kosnya gak tinggi. Tetapi sekiranya Tool tersebut hanya digunakan contohnya untuk memegang produk, tidak perlulah menggunakan bahan yang berkualiti.

d) Rekabentuk Tool tersebut dapat menghasilkan produk pada kualiti yang terbaik (tiada guna jika ada Tool tetapi produk yang dihasilkan masih kualiti yang rendah).

e) Dengan adanya Tool tersebut, production dapat mengeluarkan output yang lebih banyak.

f) Rekabentuk Tool tersebut mestilah foolproof (foolproof bermaksud dengan adanya Tool tersebut operator tidak dapat melakukan kesilapan, lihat Figure 1 untuk memahami maksud foolproof. Disitu kita dapat lihat dengan adanya pin tersebut operator tidak dapat meletakkan produk pada kedudukan yang salah).

       Figure 1: Foolproof Concept

OBJEKTIF TOOL DESIGN


Production Tool adalah komponen yang penting didalam pembuatan yang mana ia menyumbang kepada:-

a) Maintain production quality
    - Tool ini berupaya untuk memastikan kualiti berapa pada tahap yang ditetapkan.

b) Lower Production Cost
    -  Dengan adanya Tool tersebut, kos operasi dapat dikurangkan.

c) Reduce Production Lead time
    - Dengan adanya tool tersebut kita dapat mengurangkan masa untuk set-up, masa untuk       inspection dan pada masa yang sama kita dapat mengurangkan cycle time (masa yang diperlukan untuk menyiapkan sesuatu produk)




PRODUCTION TOOL IN MASS PRODUCTION


Mass Production adalah sesuatu produk yang dihasilkan didalam kuantiti yang amat banyak. 
Oleh sebab itu Tool amat diperlukan didalam mass production kerana:-

a) Untuk mengurangkan kos se-unit produk dan kebolehan untuk menukar (interchangeability) dengan mudah. 

b) Untuk memudahkan operator memasang sesuatu produk. Just imagine, sekiranya tanpa bantuan Tool operator memerlukan 20minit untuk memasang sesuatu produk tetapi dengan adanya Tool tersebut operator hanya memerlukan 10minit untuk memasang produk tersebut. ini bermakna kita dapat menjimatkan 50% masa, dan jika di kalikan dengan 1000 pcs produk, berapa banyak masa yang telah kita jimatkan??




PRODUCTION TOOL

Secara umumnya, Production Tool adalah work holder (pemegang benda kerja) dengan atau tanpa tool guding/setting arrangement. 

Ia juga dipanggil JIG and FIXTURE.