bab ii landasan teori 2.1 definisi press tool 2.1.1...
Post on 11-Apr-2018
220 Views
Preview:
TRANSCRIPT
II-1
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Definisi Press Tool
Press Tool adalah peralatan yang mempunyai prinsip kerja penekanan
dengan melakukan pemotongan atau pembentukkan atau gabungan dari keduanya.
Peralatan ini digunakan untuk membuat produk secara massal dengan produk
output yang sama dalam waktu yang relatif singkat.
2.1.1 Klasifikasi Press Tool
A. Simple Tool
Simple Tool adalah jenis dari press tool yang paling sederhana, dimana
hanya terjadi satu proses pengerjaan dan satu station dalam satu alat. Pemakaian
jenis simple tool ini mempunyai keuntungan dan kerugian.
Keuntungan simple tool :
a. Dapat melakukan proses pengerjaan tertentu dalam waktu yang singkat.
b. Kontruksinya relatif sederhana.
c. Harga alat relatif murah.
Kerugian simple tool:
a. Hanya mampu melakukan proses-proses pengerjaan untuk produk yang
sederhana sehingga untuk jenis pengerjaan yang rumit tidak dapat dilakukan
oleh jenis press tool ini.
b. Proses pengerjaan yang dapat dilakukan hanya satu jenis saja.
B. Compound Tool
Pada press tool jenis ini, dalam satu penekanan pada satu station terdapat
lebih dari satu pengerjaan, dimana proses pengerjaannya dilakukan secara
serentak. Pemakaian jenis compound tool ini juga mempunyai keuntungan dan
kerugian.
II-2
Keuntungan compound tool :
a. Dapat melakukan beberapa proses pengerjaan dalam waktu yang bersamaan
pada station yang sama.
b. Kerataan dan kepresisian dapat dicapai.
c. Hasil produksi yang dicapai mempunyai ukuran yang lebih teliti.
Kerugian compound tool:
a. Konstruksi dies menjadi lebih rumit.
b. Terlalu sulit untuk mengerjakan material yang tebal.
c. Dengan beberapa proses pengerjaan dalam satu station menyebabkan perkakas
cepat rusak.
C. Progressive Tool
Progressive Tool merupakan peralatan tekan yang menggabungkan
sejumlah operasi pemotongan atau pembentukkan lembaran logam pada dua atau
lebih station kerja, selama setiap langkah kerja membentuk suatu produk jadi.
Keuntungan progressive tool :
a. Dapat diperoleh waktu pengerjaan produksi yang relatif singkat dibandingkan
simple tool.
b. Pergerakkan menjadi lebih efektif.
c. Dapat melakukan pemotongan bentuk yang rumit pada langkah yang berbeda.
Kerugian progressive tool:
a. Ukuran alat lebih besar bila dibandingkan simple tool dan compound tool.
b. Biaya perawatan besar.
c. Harga relatif lebih mahal karena bentuknya rumit.
II-3
II-4
II-5
II-6
II-7
Gambar 2.3Drawing Tool
1. Insert die
2. Insert die house
3. Dudukan die house
4. Base plate
5. Blank holder
6. Punch
7. Striper
8. Striper spring
9. Holder striper spring
10. Holder striper
11. Top plate
12. Dudukan bushing
13. Bushing
14. Shank
15. Penambah tebal base plate
16. Penepat die set
II-8
2.3.1 Punch
Punch merupakan bagian yang bergerak ke bawah untuk meneruskan gaya
dari sumber tenaga sehingga blank tertekan ke bawah, bentuk punch disesuaikan
dengan bentuk akhir yang diinginkan dari proses drawing, berada di atas blank,
posisi dari punch sebenarnya tidak selalu diatas tergantung dari jenis die
drawing.Punch dikelompokkan menjadi tiga macam yaitu:
1. Cutting Punch
Untuk tipe punch ini biasanya digunakan untuk memotong seperti pada
proses blanking, pierching, dll.
2. Non cutting punch
Untuk tipe punch ini hanya digunakan pada proses pembentukan
(forming).
3. Hybrid punch
Untuk tipe punch ini digunakan untuk memotong sekaligus membentuk
seperti pada proses lanzing.
Untuk mencari panjang maksimum punch di pergunakan rumus :
Lmax = √
(1)
Dimana :
Lmax = Panjang maksimum punch
E = Modulus elastisitas
v = Faktor keamanan
I = Momen inersia
F = Gaya pembentukan
2.3.2 Die
Merupakan komponen utama yang berperan dalam menentukan bentuk
akhir dari benda kerja drawing (draw piece), bentuk dan ukuran die bervariasi
sesuai dengan bentuk akhir yang diinginkan, kontruksi die harus mampu menahan
gerakan, gaya geser serta gaya punch. Pada die terdapat radius tertentu yang
II-9
berfungsi mempermudah reduksi benda saat proses berlangsung, lebih jauh lagi
dengan adanya jari-jari diharapakan tidak terjadi sobek pada material yang akan di
drawing.
A. Berdasarkan bentuknya die dibagi menjadi dua yaitu :
1. Die yang terdiri dari satu kesatuan bagian
Die yang terdiri dari satu bagian digunakan untuk membuat produk dengan
bentuk sederhana dengan ukuran lebih kecil.
2. Die yang disisipkan
Die yang terdiri dari beberapa bagian yang terpisah biasanya digunakan
berdasarkan :
a. Ukuran die tersebut relatif besar.
b. Bentuk die yang komplek atau sulit.
c. Bahan die yang digunakan adalah lunak.
B. Berdasarkan bentuk sisi ujungnya, die untuk proses drawing dibagi
menjadi dua yaitu:
1. Die dengan bentuk sisi ujungnya menyudut
2. Die dengan bentuk sisi ujungnya radius
Untuk mencari diameter dalam die dipergunakan rumus :
Dd = Dp + 2 x C (2)
Dimana :
Dd = Diameter dalam die
Dp = Diameter punch
C = Clearance
2.3.3 Top plate
Top plate merupakan tempat dudukan dimana shank, punch, punch holder,
dan pillar berada.
2.3.4 Bottom plate
Bottom plate merupakan tempat dudukan dimana die, pillar berada.
Besarnya bottom plate harus sama dengan top plate.
II-10
2.3.5 Blankholder
Berfungsi memegang blank atau benda kerja berupa lembaran logam,
blank holder berada diatas benda kerja, walaupun berfungsi untuk memegang
benda kerja, benda kerja harus tetap dapat bergerak saat proses Drawing
dilakukan sebab saat proses drawing berlangsung benda kerja yang dijepit oleh
blank holder akan bergerak ke arah pusat sesuai dengan bentuk dari die drawing.
2.4 Variabel Proses Drawing
Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan proses
drawing,variabel yang mempengaruhi proses drawing antara lain :
2.4.1 Gesekan
Saat proses drawing berlangsung gesekan terjadi antara permukaan punch,
dies drawing dengan blank, gesekan akan mempengaruhi hasil dari produk yang
dihasilkan sekaligus mempengaruhi besarnya gaya yang dibutuhkan untuk proses
pembentukan drawing, semakin besar gaya gesek maka gaya untuk proses
drawing juga meningkat, beberapa faktor yang mempengaruhi gesekan antara
lain:
a. Pelumasan
Proses pelumasan adalah salah satu cara mengontrol kondisi lapisan
tribologi pada proses drawing, dengan pelumasan diharapkan mampu
menurunkan koefisien gesek permukaan material yang bersinggungan antara
blank holder,dies,dan blank.
b. Gaya Blank Holder
Gaya blank holder yang tinggi akan meningkatkan gesekan yang terjadi,
bila gaya blank holder terlalu tinggi dapat mengakibatkan aliran material tidak
sempurna sehingga produk dapat mengalami cacat.
c. Kekasaran Permukaan Blank
Kekasaran permukaan blank mempengaruhi besarnya gesekan yang
terjadi, semakin kasar permukaan blank maka gesekan yang terjadi juga semakin
besar. Hal ini disebabkan kofisien gesek yang terjadi semakin besar seiring
dengan peningkatan kekasaran permukaan.
II-11
d. Kekasaran Permukaan punch, die dan blank holder
Seperti halnya permukaan blank semakin kasar permukaan punch, die dan
blank holder koefisien gesek yang dihasilkan semakin besar sehingga gesekan
yang terjadi juga semakin besar.
2.4.2 Bending dan stratching
Pada proses drawing setelah blank holder dan punch menempel pada
permukaan blank saat kondisi blank masih lurus selanjutnya terjadi proses
pembengkokan material (bending) dan pelurusan sheet sepanjang sisi samping
dalam dies(stratching).
Variabel yang mempengaruhi proses ini adalah :
a. Radius Punch
Radius punch disesuaikan dengan besarnya radius die, radius punch yang
tajam akan memperbesar gaya bending yang dibutuhkan untuk proses drawing.
b. Radius Die
Radius die disesuaikan dengan produk yang pada nantinya akan
dihasilkan, radius die berpengaruh terhadap gaya pembentukan, bila besarnya
radius die mendekati besarnya tebal lembaran logam maka gaya bending yang
terjadi semakin kecil sebaliknya apabila besarnya radius die semakin meningkat
maka gaya bending yang terjadi semakin besar.
Radius punch dan die merupakan salah satu faktor penting yang
menentukan berhasil atau tidaknya suatu proses drawing. Besarnya radius
tergantung dari diameter punch dan diameter blank dan dapat dirumuskan sebagai
berikut :
R = (0,6 – 0,8) x √ (3)
Dimana :
R = Radius punch dan die
D = diameter blank
d = diameter punch
II-12
2.4.3 Penekanan
Proses penekanan terjadi setelah proses stratching, proses ini merupakan
proses terakhir yang menetukan bentuk dari bagian bawah produk drawing,
besarnya gaya tekan yang dilakukan dipengaruhi oleh :
a. Drawability
Drawability adalah kemampuan suatu bahan untuk dilakukan proses
drawing, sedangkan nilainya ditentukan oleh Limiting drawing ratio (maks β),
batas maksimum maks β adalah batas dimana bila material mengalami proses
penarikan dan melebihi nilai limit akan terjadi cacat sobek (craking).
b. Ketebalan Blank
Ketebalan blank mempengaruhi besar dari gaya penekanan yang
dibutuhkan, semakin tebal blank akan dibutuhkan gaya penekanan yang besar
sebaliknya bila blank semakin tipis maka dibutuhkan gaya yang kecil untuk
menekan blank.
2.4.4 Diameter blank
Diameter blank tergantung dari bentuk produk yang akan dibuat, apabila
material kurang dari kebutuhan dapat menyebabkan bentuk produk tidak sesuai
dengan yang diinginkan, namun bila material blank terlalu berlebih dari
kebutuhan dapat menyebabkan terjadinya cacat pada produk seperti kerutan pada
pinggiran serta sobek pada daerah yang mengalami bending. Untuk itu diameter
blank dapat dicari dengan rumus :
D = √ (4)
Dimana :
D = Diameter blank
d = Diameter punch
h = tinggi cup
Untuk mencari nilai h (tinggi cup) dipergunakan rumus :
h =
{(
) } (5)
Dimana :
ri = Jari – jari hasil produk
II-13
ro = Jari – jariblank
2.4.5 Kelonggaran
Kelonggoran atau clearance adalah celah antara punch dan die untuk
memudahkan gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung. Untuk
memudahkan gerakan lembaran logam pada waktu proses drawing, maka besar
clearence tersebut 7 % - 20 % lebih besar dari tebal lembaran logam, bila celah
die terlalu kecil atau kurang dari tebal lembaran logam, lembaran logam dapat
mengalami penipisan(ironing) dan bila besar clearance melebihi toleransi 20 %
dapat mengakibatkan terjadinya kerutan.
H.R. Luchhsinger, Tool Knowledge 6, Deep Drawing, CSIO.
Tabel 2.4.5 Daftar clearance untuk beberapa jenis material
2.4.6 Draw Ratio
Draw ratio adalah kemampuan atau kekuatan suatu pelat untuk dibentuk.
Besarnya draw ratio ini tergantung dari bahan benda kerja yang diinginkan.
Draw ratio =
(6)
Dimana :
D = Diameter blank
d = Diameter punch
NO MATERIAL DRAWING CLEARANCE
DEEP DRAWING PAUSHING
DRAWING
1 Steel (deep drawing quality) 1,2 t t
2 Brass 1,05t t
3 Zinc t 1,1t
4 Alumunium up to 1.5 mm 1,15t t
5 Alumunium allove 1.5 mm 1,2t t
6 Alumunium alloy 1,2t t
7 Stainless steel 1,2t t
II-14
2.5 Gaya Yang Bekerja
2.5.1 Blank holder pressure
pbh = c *
+ Su (7)
Dimana :
pbh = Blank holder pressure
c = An emperical factor ranging from 2 to 3
DR = Draw ratio
do = Diameter blank
to = Tebal blank
Su = Ultimate tensile strenght
2.5.2 Gaya blank holder
Fbh = pbh x Abh (8) Dimana :
Fbh = Gaya blank holder
pbh = Blankholder pressure
Abh = Luas penampang blank holder
2.5.3 Gaya maksimum punch
Pmax= di t ln(
) (9)
Dimana :
Pmax = Panjang punch maksimum
ε = 0,74
di = diameter blank dikurangi diameter punch dibagi 2
t = tebal blank
Su = tegangan tarik
dp = diameter punch
II-15
2.5.4 Gaya stripper
F =
(10)
T = Torsi
R = jarak antara titik tengah baut dengan lengan
2.6 Cacat Pembentukan
Pada proses drawing cacat pembentukan dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Wrinkling
Cacat ini adalah cacat pembentukan yang berupa kerutan atau lipatan yang
timbul akibat gaya blank holder yang terlalu kecil.
2. Earing
Cacat pembentukan berupa permukaan atas benda kerja yang tidak rata.
3. Tearing
Cacat pembentukan berupa sobekan pada bagian radius benda kerja, yang
disebabkan oleh gaya blank holder yang terlalu besar.
top related