1

MESIN PRESS

Pengertian Mesin Press :

      Merupakan mesin yang digunakan

pada proses pemotongan dan

pembentukan sheet metal forming.

Disebut juga sebagai mesin kempa.

Konstruksi Utama Mesin Press:

Pada dasarnya mesin press atau biasa

disebut pula dengan mesin kempa terdiri

dari :

1. Frame Machine (Rangka Mesin), yang

berfungsi menyangga mesin secara

keseluruhan, khususnya

ram dan bed.

2. Ram/Slide, bagian mesin yang dapat

bergerak translasi dan berfungsi

memberikan gaya tekan pada

benda kerja ke arah bed mesin.

3. Bed, bagian mesin tempat meletakkan benda kerja dan menahan gaya tekan.

4. Mekanisme penggerak ram.

22

Jenis-jenis mesin Press:

A. Berdasar sumber jumlah gerak pengempaan slide/ram:

1. Single Action Press.

      Mesin Press ini hanya memiliki gerakan slide

tunggal. Mesin Press ini biasa digunakan untuk

proses blanking, embossing, coining dan drawing.

Kadang-kadang diperlukan tekanan pneumatik

pada die cushion untuk menjepit material (blank

holder pressure) selama proses drawing.

2. Multiple Action Press.

      Mesin Press ini memiliki lebih dari satu slide. Slide bagian luar biasanya

berongga dan berfungsi

menjepit material (blank), sedangkan yang bagian dalam berfungsi sebagai

penekan (punch). Mesin

ini cocok untuk proses drawing.

a. Arch Frame Press

      Bentuk melebar ke bawah menyerupai sebuah busur (arch). Dengan bentuk

yang melebar ke arah bawah

memungkinkan dapat menapung benda kerja yang lebar. crankshafts berukuran

kecil, tidak

diperuntukkan pengerjaan benda kerja yang besar atau berat.

22

b. Gap Frame Press

      Bentuk huruf C, sehingga memiliki ruang yang luas untuk penempatan dies

serta benda kerja yang lebar

dan panjang. Termasuk dalam kelompok Gap Frame Press adalah jenis Bench

Press, Horn Press dan

Turret Press. Bench press adalah mesin press dengan rangka gap frame yang

berukuran relatif kecil

Terkadang rangkanya dapat dimiringkan (inclinable) sehingga benda kerja dan

scrap dapat tergelincir

turun ke belakang. Horn Press adalah gap frame press yang memiliki silinder atau

poros yang

menggantikan fungsi bed dan biasa digunakan untuk proses seaming, riveting dan

embossing. Turret

press adalah gap frame press yang dimodifikasi sehingga memiliki upper dan

lower turret yang dapat

membawa beberapa dies dan punch sekaligus.

c. Straight-Sided Press

      Memiliki banyak variasi dalam jenis dan ukuran serta memiliki konstruksi

yang lebih kaku (rigid).

Pengaturan Mesin Press:

1. Kecepatan pengempaan (slide/ram).

      Pengaturan kecepatan ini hanya dapat dilakukan pada mesin press hidraulik.

Pada proses pemotongan

digunakan kecepatan slide yang lebih tinggi dibandingkan dengan proses

pembentukan. Di samping itu

kecepatan yang digunakan bergantung pada ketebalan benda kerja yang

digunakan, semakin tebal benda

kerja yang digunakan maka semakin rendah kecepatan slide/ram yang digunakan.

22

2. Ketinggian Dies.

      Ketinggian dies adalah jarak antara dies bagian atas yang dipasang pada

slide/ram mesin press dengan

cetakan (dies) bagian bawah yang dipasang pada meja mesin press (bolster).

Secara umum ketinggian

cetakan ini harus lebih besar dari tinggi benda yang dihasilkannya dengan

mempertimbangkan ruang

untuk mengambil benda kerja yang dihasilkan.

3. Tekanan penjepit.

      Penjepit yang digunakan baik dalam bentuk blank holder atau dalam bentuk

draw beads akan

mempengaruhi bentuk deformasi yang terjadi. Makin tinggi tekanan yang

digunakan maka makin

terhambat aliran material yang terjadi. Tekanan yang digunakan harus optimum

untuk menjamin

terjadinya aliran material yang tepat dan mencegah terjadinya kerutan atau robek.

22

Jenis-jenis mesin press

Pengertian Press Tool

Press Tool adalah

peralatan yang

mempunyai prinsip

kerja penekanan

dengan melakukan

pemotongan

pembentukkan atau

gabungan dari

keduanya (press tool

22

1, hal 1). Peralatan ini digunakan untuk membuat produk secara massal dengan

produk output yang sama dalam waktu yang relatif singkat.

Klasifikasi Press Tool

Press Tool dapat dklasifikasikan menjadi beberapa macam menurut proses

pengerjaan yang dilakukan pada die yaitu: simple tool, compound tool dan

progressive 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:

· Dapat melakukan proses pengerjaan tertentu dalam waktu yang singkat.

· Kontruksinya relatif sederhana.

· Harga alat relatif murah.

Kerugian simple tool:

· Hanya mampu melakukan proses-proses pengerjaan untuk produk yang

sederhana sehingga untuk jenis pengerjaan yang rumit tidak dapat dilakukan oleh

jenis press tool ini. Proses pengerjaan yang dapat dilakukan hanya satu jenis saja.

22

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 compoundtool ini juga mempunyai keuntungan dan kerugian.

Keuntungan compoundtool

· Dapat melakukan beberapa proses pengerjaan dalam waktu yang bersamaan

pada station yang sama.

· Kerataan dan kepresisian dapat dicapai.

· Hasil produksi yang dicapai mempunyai ukuran yang lebih teliti.

Kerugian compoundtool:

· Konstruksi dies menjadi lebih rumit.

· Terlalu sulit untuk mengerjakan material yang tebal.

· Dengan beberapa proses pengerjaan dalam satu station menyebabkan perkakas

cepat rusak.

C. Progressive Tool

ProgressiveTool 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 progressivetool :

22

· Dapat diperoleh waktu pengerjaan produksi yang relatif singkat dibandingkan

simpletool.

· Pergerakkan menjadi lebih efektif.

· Dapat melakukan pemotongan bentuk yang rumit pada langkah yang berbeda.

Kerugian progressivetool:

· Ukuran alat lebih besar bila dibandingkan simpletool dan compoundtool.· Biaya

perawatan besar.

· Harga relatif lebih mahal karena bentuknya rumit.

Jenis - jenis Pengerjaan Pada PressTool

Berdasarkan proses pengerjaannya, presstool dibedakan menjadi dua kelompok

besar, yaitu:

1. CuttingTool

Yaitu suatu proses pengerjaan yang dilakukan dengan cara menghilangkan

sebagian material atau pemotongan menjadi bentuk yang sesuai dengan

keinginan. Adapun proses yang tergolong dalam cuttingtool ini adalah sebagai

berikut:

22

a. Pierching

Pierching adalah proses pemotongan material oleh punch dengan prinsip

kerjanya sama dengan proses blanking, namun seluruh sisi potong punch

melakukan proses pemotongan. Pada alat ini proses pierching adalah punch

untuk membuat lubang.

b. Blanking

Merupakan proses pengerjaan material dengan tujuan mengambil hasil produksi

yang sesuai dengan punch yang digunakan untuk menembus atau dengan sistem

langkah penekanan. Pada umumnya proses ini dilakukan untuk membuat benda

kerja dengan cepat dan berjumlah banyak dengan biaya murah.

c. Notching

Notching adalah proses pemotongan oleh punch, dengan minimal dua sisi

yang terpotong, namun tidak seluruh sisi punch melakukan pemotongan.

Tujuan dalam pemotongan ini adalah untuk menghilangkan sebagian

material pada tempat-tempat tertentu yang diinginkan.

d. Parting

Parting adalah proses pemotongan untuk memisahkan blank melalui satu

garis potong atau dua garis potong antara komponen yang satu dengan

komponen yang lain. Biasanya proses ini digunakan pada pengerjaan

bentuk-bentuk blank yang tidak rumit atau bentuk material yang sederhana.

e. Shaving

Shaving merupakan proses pemotongan material dengan sistem mencukur,

dengan maksud untuk menghaluskan permukaan hasil proses Blanking atau

22

Pierching guna mendapatkan ukuran teliti dari hasil pemotongan yang

dilakukan terlebih dahulu.

f. Trimming

Trimming adalah merupakan proses pemotongaan material sisa, guna

mendapatkan Fininshing ini digunakan untuk memotong sisa penarikan

dalam maupun benda hasil penuangan.

g. Cropping

Cropping adalah merupakan proses pemotongan material atau benda kerja

tanpa meninggalkan sisa. Proses yang terjadi pada Cropping ini sama

dengan proses yang terjadi pada Blanking, akan tetapi dalam Cropping tidak

ada bagian yang tertinggal. Benda kerja akan terpotong dan cenderung sudah

mempunyai ukuran lebar yang sama dengan ukuran yang diminta serta

mempunyai panjang material sesuai dengan jumlah komponen yang diminta.

Proses Cropping ini digunakan untuk membuat komponen Blanking

berbentuk sederhana, tidak rumit dan teratur.

h. Lanzing

Lanzing adalah merupakan proses pengerjaan gabungan antara penekukan

(bending) dan pemotongan (cutting). Hasil proses ini berupa suatu tonjolan.

Sedangkan Punch yang digunakan sedemikian rupa, sehingga Punch dapat

memotong pelat pada dua sisi sampai tiga sisi serta pembengkokannya pada

sisi Punch yang keempat. (Press Tool 1).

2. FormingTool

22

Yaitu proses pengerjaan material yang dilakukan tanpa pengurangan atau

penghilangan, akan tetapi hanya mengubah bentuk geometris benda kerja. Yang

tergolong dalam formingtool adalah bending, flanging, deepdrawing, curling dan

embossing.

a. Bending

Proses bending merupakan proses pembengkokkan material sesuai dengan

yang dikehendaki. Proses pembendingan dapat dilakukan pada proses dingin

ataupun pada proses panas. Perubahan yang terjadi pada proses ini hanya

bentuknya saja namun volume material yang dibendingkan akan tetap.(Press

Tool 1)

b. Flanging

Flanging adalah proses yang menyerupai proses bending hanya perbedaanya

terletak pada garis bengkok yaitu bukan merupakan garis lurus namun

merupakan radius. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:

c. DeepDrawing

Deep Drawing merupakan proses penekanan benda yang diinginkan dengan

kedalaman cetakan sampai batas deformasi plastis. Tujuannya adalah untuk

memperoleh bentuk tertentu dan biasanya tebal material akan berubah setelah

proses ini. (Press Tool 1). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar

berikut:

d. Curling

Merupakan pembentukkan profil yang dilakukan pada salah satu ujung

material.

e. Embossing

22

Embossing merupakan proses pembentukkan contour material pada salah satu

sisi material tersebut.

3. Prinsip Kerja Alat

Press Tool atau Perkakas Tekan atau suatu alat yang digunakan untuk

memotong logam dengan cara penekanan. Secara operasional Press Tool ini dapat

bekerja sebagai alat potong atau pun sebagai alat pembentuk plat atau lembaran

yang dikehendaki. Press Tool berfungsi memproduksi ratusan atau bahkan ribuan

dari komponen yang sama dalam waktu yang relatif singkat.

Terkadang di dalam suatu Press Tool terjadi proses pengerjaan secara

bersamaan antara proses pemotongan dan proses pembentukan sekaligus. Dan

proses pengerjaan secara bersamaan inilah yang akan penulis rancang.

Adapun prinsip kerja rancangan adalah sebagai berikut :

1. Pelatlembarandimasukkan pada mesinProgressiveTool.

2. ProgressiveToolakanbergerakturundenganditekan secara manual yang

kemudianakanmembuatPunch bergerakturun dan

mampumemberikantekanataureaksiterhadappelat.

3. ProgressiveToolterusbergerakturun dan tetapditekan secara manual

sehinggamembuat Punchdapatmelubangilembaranpelatdenganukuran yang

telahditentukan. KemudianPunch

berikutnyalangsungmembentuklembarantersebutmenjadiproduk yang

direncanakan.

4. SetelahprosesselesaiPunch akanbergeraknaikkembalikeposisisemula dan

secara bersamaanpelontarakanmelontarkanlembaranpelat yang

telahberbentukprodukjadi.

Bagian-BagianDariPressTool

22

Presstoolmerupakansatukesatuandaribeberapakomponen. Komponen -

komponentersebut antara lain:

a. TangkaiPemegang (Shank)

Tangkaipemegangmerupakansuatukomponenalatbantuproduksi yang

berfungsisebagaipenghubungalatmesinpenekandenganpelat atas (tooldesign 2,

hal16 ). Shankbiasanyaterletak pada titikberat yang

dihitungberdasarkanpenyebaran gaya-gaya potong dan gaya-gaya

pembentukkandengantujuanuntukmenghindaritekanan yang tidakmerata pada

pelat atas.

b. Pelat Atas (TopPlate)

Merupakan tempat dudukan dari shank dan guidebush (sarung pengarah).

c. Pelat Bawah (Bottom Plate)

Pelat bawah merupakan dudukan dari dies dan tiang pengarah sehingga

mampu menahan gaya bending akibat dari reaksi yang di timbulkan oleh

punch.

d. Pelat Penetrasi

Pelat penetrasi berfungsi untuk menahan tekanan balik saat operasi

berlangsung serta untuk menghindari cacat pada pelat atas, oleh karena itu

pelat ini harus lebih lunak dari pelat atas.

e. Pelat Pemegang Punch (PunchHolderPlate)

Pelat pemegang punch berfungsi untuk memegang punch agar posisi punch

kokoh dan mantap pada tempatnya.

22

f. Punch

Punch berfungsi untuk memotong dan membentuk material menjadi produk

jadi. Bentuk dari benda jadi tergantung dari bentuk punch yang dibuat. Bentuk

punch dan dies haruslah sama. Punch haruslah dibuat dari bahan yang mampu

menahan gaya yang besar sehingga tidak mudah patah dan rusak. Pada

perencanaan alat bantu produksi ini untuk punch dipilih bahan Amutits yang

dikeraskan pada suhu 780 – 820 0 C lalu di Tempering pada suhu 2000 C agar

diperoleh sifat yang keras tetapi masih memiliki kekenyalan.

g. Tiang Pengarah (Guide Pillar)

Tiang pengarah berfungsi mengarahkan unit atas, sehingga punch berada tepat

pada dies ketika dilakukan penekanan.

Dies

Terikat pada pelat bawah dan berfungsi sebagai pemotong dan sekaligus

sebagai pembentuk.

i. PelatStripper

Pelat stripper adalah bagian yang bergerak bebas naik turun beserta pegas

yang terpasang pada baut pemegangnya. Pelat ini berfungsi sebagai pelat

penjepit material pada saat proses berlangsung, sehingga dapat menghindari

terjadinya cacat pembentukkan permukaan benda kerja seperti kerut dan

lipatan, juga sebagai pengarah punch.

j. Pegas Stripper

22

Pegas stripper berfungsiuntuk menjaga kedudukan striper, mengembalikan

posisi punch ke posisi awal, dan memberikan gaya tekan pada strip agar dapat

mantap (tidak bergeser) pada saat dikenai gaya potong dan gaya pembentukan.

k. Baut Pengikat

Baut pengikat berfungsi untuk mengikat dies kepelat bawah dan pelat

pemegang punch kepelat atas. Baut pengikat dipilih standard baut

pengikatdan ketebalan dies.

Tabel 2.1 Standar Baut Pengikat

Ukuran

Baut

Jarak

minimum

Jarak

maksimum

Tebal Dies

M5 15 50 10 ÷ 18

M6 25 70 15 ÷ 25

M8 40 90 22 ÷ 32

M10 60 115 27 ÷ 38

M12 80 150 > 38

22

l. Pin Penepat

Pin penepat berfungsi untuk menepatkan dies pada pelat bawah dan pelat

pemegang punch(Punch holder) ke pelat atas, sehingga posisi dies kepelat

bawah dan posisi pelat pemegang punch kepelat atas dapat tearah dan kokoh.

Tabel 2.2 Standar Pin Penepat

Tebal Dies Minimum Baut Minimum Pena

19 M8 Φ6

24 M8 Φ8

29 M10 Φ10

34 M10 Φ10

41 M12 Φ12

48 M16 Φ16

m. Sarung Pengarah (Bush)

Sarung pengarah berfungsi untuk mengarahkan tiang pengarah dan

mencegah cacat pada pelat atas. Pada perencanaan alat bantu produksi ini

untuk sarung pengarah dipilih bahan kuningan.

Rumus Gaya-gaya perencanaan

22

Dalam perencanaan ini dibutuhkan dasar-dasar perhitungan yang menggunakan

teori dan rumus-rumus tertentu. Adapun teori dan rumus-rumus tersebut antara

lain :

Untuk mecari gaya-gaya perencanaan terlebih dahulu mengetahui gaya-gaya yang

bekerja pada suatu rancang bangun benda.

Adapun gaya-gaya yang terjadi:

a. Gaya Pierching

Untuk menentukan gaya pierching dapat digunakan rumus seperti dibawah

ini :

Fp = 0,8 ´ U ´ t ´ s t (N)

Dimana :

U = panjang sisi potong (mm)

S = tebal material proses (mm)

0,8 merupakan konversi dari tegangan tarik ke tegangan geser untuk bahan

yang mempunyai tegangan tarik kurang dari 900 N/mm2 .

b. Gaya Notching

Gaya notching ini dapat dicari dengan menggunakan rumus:

Ft = 0,8 ´ U ´ t ´ s t (N)

c. Gaya Blanking

22

Untuk menentukan gaya blanking ini dapat diketahui dengan menggunakan

rumus :

Ft = 0,8 ´ U ´ t ´ s t (N)

d. Gaya Forming (Deep Drawing)

Gaya pembentukan yang terjadi dapat dicari dengan menggunakan rumus :

F = p ´ d ´ t ´ Rm ( - K)

Dimana :

F = Gaya pembentukan (N/mm2)

d = Diameter pembentukan benda kerja (mm)

Rm = Tegangan Tarik (N/mm2)

D = Diameter bentangan benda kerja sebelum dibentuk (mm)

S = Tebal Pelat (mm)

K = Konstanta (0,6 ÷ 0,7)

e. Gaya pegas Stripper

Pada perencanaan ini posisi stripper terletak pada unit bawah dan tebal

spesimen yang akan dibentuk adalah 1,2 mm, maka langkah untuk

menentukan gaya pegas stripper adalah sebagai berikut:

Fps = 5÷20% x F Total

22

Dimana:

Fps = Gaya pegas stipper (N)

F = Gaya Total (N)

f. Perhitungan gaya pegas pelontar

Untukmencari gaya pegas pelontarinidihitungterlebihdahuluvolume pena

pelontardenganrumus:

V =

Dimana:

V = Volume pena pelontar (mm3)

D = Diameter pena pelontar (mm)

T = Tinggi pena pelontar (mm)

Kemudiandicarijumlahmassatotalnyadenganrumus :

M = Vt .

Dimana :

= massajenisbahan (kg/m3)

Barudidapat gaya pegas pelontar, yaitu :

F = m .g

Dimana :

22

F = Gaya pegas (N)

m = Massa bahan (kg)

g = Gravitasi bumi (9,81 m/s2)

g.Rumus mencari panjang Punch maksimum

Dalam mencari panjang Punch maksimum dipakai punch yang memiliki

diameter terkecil/yang paling kritis.

Dimana:

Lmaks = Panjang Punch maksimum (mm)

E = Modulus Elastisitas (N/mm2)

I = Momen Inersia bahan (mm4)

Rm = Tegangan tarik bahan (N/mm2)

S = Tebal material (mm)

r = Jari-jari Punch terkecil (mm)

Fb = gaya maksimum (N)

h. Rumus mencari tebal Die

Rumus Empiris mencari tebal pelat untuk mencari tebal Die berdasarkan gaya

total yang di butuhkan untuk perencanaan press tool adalah :

Dimana :

22

H = Tebal Die (mm)

g = Gravitasi bumi (9,81 m/det2)

F = Gaya total (N)

i. Menghitung Clearance Punch dan Die

Setiap operasi pemotongan yang dilakukan Punch dan Die selalu ada nilai

kelonggaran yang diambil.

Untuk tebal pelat (s) ≤ 3 mm

Us = C.S.

Dimana :

Us = Kelonggaran tiap sisi (mm)

Dp = Diameter Punch (mm)

Dd = Diameter lubang Die (mm)

C = Faktor kerja (0,005 ÷ 0,025)

S = Tebal pelat (mm)

τt = Tegangan geser bahan (N/mm2)

j.Perhitungan Gaya Buckling

Batang punch yang ramping cendrunguntuk melengkung dan akibatnya akan

timbul momen. Gejala seperti ini disebut buckling. Besar gaya bucklimg

menurut rumus euler sebagai berikut :

22

Fb = E · I min · π ² ………………( Budiarto. 2001,hal 81 )

S²

Dimana :

Fb = Gaya Buckling ( N )

E = ModulusElastisitas( N/mm² )

Imn = MomenInersia( mm )

S = Panjang Punch ( mm )

Gaya bucklimgdapat juga dicariberdasarkankerampingannya, yaitu :

λ ≥ λ0 Digunakanuntukrumuseuler

λ<λo Digunakanuntukrumustetmejer

λ = S/i

i =

Dimana :

S = Panjang Batang (mm )

A = Luas penampang ( mm² )

i = jari- jari girasi

λ = kerampingan

I = Momen Inersia

22

Apabila menggunakan rumus tetmejer maka rumusnya adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2 HargaElastisitas pada RumusTetmejer

Bahan E( N /mm²) λ0 Rumus tetmejer

ST 37 210.000 105 δB = 310 – 1,14 λ

ST 50 dan ST 60 210.000 89 δB = 335 – 0,6 λ

Besi tuang 100.000 80 δB = 776 - 12λ + 0,053λ

k. Rumus titik berat gaya

Dimana :

X = Titik berat terhadap sumbu x

Y = Titikberatterhadapsumbu y

xi = Titikberatke-i terhadapsumbu x

yi = Titikberatke-i terhadapsumbu y

ΣF = Gaya proses pada satubidang (N)