PERANCANGAN PRESS TOOL PEMBENTUK TERMINAL ACCU
Untuk merancang press tool pembentuk terminal accu, kami menggunakan sebuah Press tool dengan sistem progresive : Proses 1 (Embosing) Proses 2 (Piercing) Proses 3 (Blanking)
PERHITUNGAN MATEMATIS PADA PRESSTOOL
1.
CLEARANCE Berdasrkan bahan yg di pakai yaitu mildsteel, maka beesarnya clearance pemotongan dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Us = (4,5 %-7,5%) x t Keterangan : Us = Besar clearane (mm) t = Tebal plat (mm)
(Wilson, 1984:175)
Perhitungan clearance untuk pemotongan pelat yang memiliki ketebalan 0,5 (mm) adalah Us = 6 % x 0,5 (mm) = 0,03 (mm)
2.
GAYA PEMOTONGAN Dalam pembuatan cetakan ini gaya proses yang terjadi adalah Piercing dan Bending. Untuk menentukan gaya yang terjadi di hitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Fp = τg . U . t Keterangan: Fp = Gaya potong (N) Τg = Tegangan geser geser bahan (N/ U = Keliling bidang potong (mm)
(Luchinger, 1984:93-112)
)
Perhitungan Gaya Embosing dengan bentuk proses pemotongan sebagai berikut : L = t . S (2.π . R . kA + l . kB) (Durand, 1969 : 164) Keterangan: L = Gaya drawing (N)
t = Tebal material (mm) S = Tegangan tarik maksimum pelat (N/mm2) R = Radius (mm) kA = Konstanta (0,5 – (0,5 – 2) 2) l = panjang penampang melintang (mm) kB = Konstanta (0,2 - 0,3) L = t . S (2.π . R . kA + l . kB) L = 0,6 . 294,3 (2.π . 2,5 . 1 + l . 0,2) = 2809,028 N
Perhitungan Gaya Piercing 2 dengan bentuk proses pemotongan sebagai berikut : U1 = 4. ( . d) = 4. ( . 8,5) = 106,814 mm U2 = ( . d) = ( . 60) = 188,496 mm = τg . U . t Fp = (0,8 . 294,3) . (106,814 + 188,496) . 0,6 = 41716,672 N
Perhitungan Gaya Blanking dengan bentuk proses pemotongan sebagai berikut :
. . 16) + (3 . . . 16,5) + ( . . 16,5) + . 80) + ( . . 80) + ( . . 80) + 26 (2 . .
U
= (7 .
Fp
= 53,199 + 62,277 + 15,65 + 99,819 + 26,473 + 13,236 + 26 = 296,654 mm = τg . U . t = (0,8 . 294,3) . 296,654 . 0,6 = 41906,531 N
3. KAPASITAS MESIN Gaya total mesin diperoleh dari jumlah gaya seluruh proses dan gaya stripping, yaitu sebagai berikut :
Gaya Total Proses (Ftp) NO. JENIS PROSES 1 Embosing 2 Piercing 3 Blanking
GAYA PROSES (N) 2809,028 41716,672 41906,531
JUMLAH
86432,231
Gaya Stripping (Fs) Gaya stripping merupakan gaya yang digunakan untuk menahan material agar tidak terangkat atau terbawa naik pada waktu punch diangkat naik. Sebelum menentukaan pegas stripping terlebih dahulu harus ditentukan besarnya gaya stripper yang digunakan. Besarnya gaya stripper tersebut berkisar antara 5%-20% gaya total punch. Dalam perancangan ini diampbil 10% dengan pertimbangan sudah cukup untuk menahan gaya potong secara keseluruhan. Jadi Fs = 10% . Ftp = 10% . 86432,231 = 8643,2231 (N)
Gaya Total Mesin F = Ftp + Fs = 86432,231 + 8643,2231 = 95075,4541 (N) F ± 9691,6875 (kg) F ± 9,6916875 (Ton) Dengan demikian karena kapasitas hanya 10,7733 (Ton), maka kita dapat menggunakan mesin press dengan kapasitas 20 Ton (Fundamental of Tool Design). Dengan Spesifikasi : Maximum Pressing Force = 20 (Ton) Adjustment of stroke from - to = 8 - 70 (mm) Adjustment of ram = 35 (mm) Number of stroke = 160 / min Max distance between table and ram = 345 (mm)
4. MENENTUKAN GAYA PEGAS STRIPPER Untuk menentukan besarnya gaya stripping, umumnya di tentukan sebagai berikut: – 20% dari total gaya proses. Besarnya gaya stripper berkisar antara 5 – 20% Fs = (5% - 20%) . F total (Lecaine, 1984 : 698) Keterangan : Fs = Gaya stripping (N) F total = Gaya total proses (N) Fs
= 10% . Ftp = 10% . 86432,231
= 8643,2231 (N) Dalam perencanaan digunakan 4 buah pegas, jadi masing – masing – masing pegas mendapatkan gaya sebesar :
=
F pegas =
= 2160,8057 (N) Standar pegas ACME dengan kode CSL 32 % adalah sebagai berikut : Gaya Normal (Fn) = 2468 (N) Panjang Tekan Normal = 34 (mm) Panjang Bebas (Lo) = 50 (mm) Defleksi Normal (Sn) = 16 (mm) Diameter Luar ( Da) = 50 (mm) Diameter Dalam (Di) = 25 (mm) Diameter Panjang Pegas (d) = 12,5 (mm) Rumus Defleksi stripper Sp =
Keterangan : Fp = Gaya tiap pegas (N) Sn = Defleksi normal Fn = Gaya pegas tekan Sp = Defleksi saat akan proses Defleksi pegas yang akan terjadi pada saat pemasangan agar menghasilkan gaya 2468 (N) adalah : Sp =
() () = ()
15,873 (mm)
Panjang pegas terpasang (LP) Lp = Lo – Lo – Sp Sp = 50 (mm) – (mm) – 15,873 15,873 (mm) = 34,127 = 34 (mm) 5. MENENTUKAN TEBAL STRIPPER PLATE Rumus defleksi :
= =
Y=
(Ferdinand, 1995 : 300)
I
(Khurmi, 1984 : 422 – 422 – 423) 423)
h
Keterangan : Y = Defleksi yang diijinkan (mm) Fst = Gaya stripper (N)
E L b I h
= Modulus elastisitas (N/ ) = Jarak dukungan pegas arah memanjang (mm) = Jarak dukungan arah melebar = Momen inersia = tebal plat
Data : Fs = 8643,2231 (N) 5 2) E = 2,15 . 10 (N/mm L = 150 – 150 – 2 2 . 15 = 120 (mm) b = 140 – 140 – 2 2 . 15 = 110 (mm) Suaian yang dipilih adalah suaian jalan H7/f7 yang berbasis lubang dengan diameter 8 (mm), maka : Nilai maksimum = 8 + 0,015 = 8,015 (mm) – 0,028 = 7,972 (mm) Nilai minimum = 8 – 0,028 Y =
= 0,0215 (mm) Momen Inersia stripper : h =
= √ =
= 16,618 mm = 17 mm Jadi ukuran stripper plate yang digunakan adalah : Panjang : 210 (mm) Lebar : 126 (mm) Tebal : 17 (mm) Bahan yang dipilih adalah ST 60 6. PERHITUNGAN TEBAL DIE
Jumlah Keliling Potong (inch) Tebal Die (inch) 0 – 3
1/4
3 – 10
1
10 - ...
1¼ (Wilson, 1984 : 179 )
Dalam perancangan ini jumlah keliling potong dari seluruh proses adalah : 106,814 + 188,496 + 296,654 = 591,964 = 23,31 (inch) Berdasarkan tabel die diatas maka tebal die yang digunakan adalah : 1 ¼ (inch) atau 31,75 (mm) = 32 (mm). 7. PERHITUNGAN PANJANG DAN LEBAR DIE Jarak Kritis ( s ) = (1,5 – (1,5 – 2) 2) x tebal die = 2 . 32 (mm) = 64 (mm) Lebar Die = s + Lebar Stock Strip = 64 (mm) + 61,26 (mm) = 125,26 (mm) = 126 (mm) Panjang Die = s + Panjang Proses = 64 (mm) + 146 (mm) = 210 (mm) Jadi ukuran die : Panjang Die = 210 (mm) Lebar Die = 126 (mm) Tebal Die = 32 (mm) 8. BAUT PENGIKAT DIE Tebal Die (mm) Baut Pengikat (Okta, 1982 : 59)
9. MENENTUKAN UKURAN PLAT BAWAH Rumus defleksi :
= =
Y=
(Ferdinand, 1995 : 300)
I
(Khurmi, 1984 : 422 – 422 – 423) 423)
h
Keterangan : Y = Defleksi yang diijinkan (mm) Ftp = Gaya total proses (N) E = Modulus elastisitas (N/ ) L = Jarak dukungan pegas arah memanjang (mm) b = Jarak dukungan arah melebar I = Momen inersia h = tebal plat Suaian yang dipilih adalah suaian jalan H7/h6 yang berbasis lubang dengan diameter 8 (mm), maka : Nilai maksimum = 30 + 0,025 = 30,025 (mm) Nilai minimum = 30 – 30 – 0,016 0,016 = 29,984 (mm)
Y =
= 0,021 (mm) Momen Inersia plat bawah : h =
= √ =
= 70,93 mm Jadi ukuran plat bawah yang digunakan adalah : Panjang : 210 (mm) Lebar : 126 (mm) Tebal : h – tebal – tebal die : 70,93 – 70,93 – 32 32 = 38,93 (mm) plat bawah yang digunakan = Bahan yang dipilih adalah ST 60
10. MENENTUKAN UKURAN PLAT ATAS Tebal Pelat Atas = (0,8 – (0,8 – 1) 1) x Tebal Pelat Bawah Dari data diatas maka tebal pelat atas adalah : ha = 1 x tebal plat atas = 1 . 35 (mm) = 28 (mm)
Jadi ukuran pelat atas adalah : Panjang plat atas = 609 (mm) Lebar plat atas = 381 (mm) Tebal plat atas = 28 (mm) 11. MENENTUKAN UKURAN PLAT PEMEGANG PUNCH Rumus defleksi :
= =
Y=
(Ferdinand, 1995 : 300)
I
(Khurmi, 1984 : 422 – 422 – 423) 423)
h
Keterangan : Y = Defleksi yang diijinkan (mm) F = Gaya yang bekerja (N) E = Modulus elastisitas (N/ ) L = Jarak dukungan pegas arah memanjang (mm) b = Jarak dukungan arah melebar I = Momen inersia h = tebal plat Suaian yang dipilih adalah suaian jalan H7/h6 yang berbasis lubang dengan diameter 8 (mm), maka : Nilai maksimum = Nilai minimum =
Y =
= 0,043 (mm) Momen Inersia stripper : F = W total punch
(( .)- ( . )).60 h = =
=
Jadi ukuran plat bawah yang digunakan adalah :
Panjang : 210 (mm) Lebar : 126 (mm) Tebal : 31 (mm) Bahan yang dipilih adalah ST 60 7. MENENTUKAN UKURAN PLAT PENAHAN τg = 0,8 . σt = 0,8 . =
=
A =
tebal punch holder plate : A = t x Keliling pelat penahan
() = ( )
t=
= 0,433 (mm) Untuk pertimbangan keamanan, tebal plat dibuat dengan ukuran 4 (mm) sedang ukuran anjang dan lebar disesuaikan dengan stripper plate. Jadi ukuran holder plate adalah : Panjang = 200 (mm) Lebar = 50 (mm) Tebal = 4 mm Bahan plat dipilih ST 37 8. BAUT PENGIKAT PLAT PEMEGANG PUNCH dc
=
(Sularso, 1994 : 26)
Keterangan : dc = diameter rata-rata baut F = τg = v = n = 9. PILLAR
Tinggi cetakan Komponen
Tinggi / Tebal (mm)
Diameter pillar Komponen
= = =
Berat (N)
Fh = Y I d
Keterangan : Y = L = E = I = Fh = d = X = n = W =
Fh =
(Khurmi, 1984 : 461)
=
=
d
= =
= 10. Shank
A = . = σt =
Keterangan : dc = σt = F = A = v =
= dc = = = Berat tahanan pada shank komponen Berat (N)
(Sularso, 1978 :296)
=
db =
=
