Perancangan Peranca ngan dan Analisis Analisis Stamp Sta mping ing Dies untuk untuk Pembuatan Pembuatan Produk Bracket Bum B umper per Dengan Proses Press Multi Multi Forging Forging Azmi Azmi Hilman / 204051 204 05140 40
Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya No.100, Depok 16424 E-mail E-mail : azmi azmi_nighmare _ni ghmare@ya @yahoo. hoo.co. co. id ABSTRAKSI
Stamping Part adalah sebuah hasil dari suatu proses produksi yang dinamakan Sheet Metal Forming, dimana untuk menghasilk menghasilk an Press Part dibutuhkan dibutuhk an Sheet Metal Met al atau lembar plat, Pressing Dies sebagai cetak annya dan mesin pres untuk memproduksinya. memproduk sinya. Penggunaan Penggunaan Pressed Part sangat dominan dom inan pada pada industri industri otomotif, otomot if, elektronika, elekt ronika, bahkan pada industri industri berat seperti industri kapal dan pesawat terbang. Penelitian ini bertujuan merancang dan membuat Stamping Dies Dies untuk memb uat suatu Preesd Part yang pemakaianya pemak aianya ditunjuk an pada mobil yang merupakan salah suatu merek yang telah diproduksi di Indonesia. Proses yang dirancang dirancang dan dibuat diesnya hanya pada proses Blanking Blanking dan Forming dari enam proses yang direncanakan pembuatanya dimana proses lainya adalah Resttrike, Bending, Bending, Pierching Pierching 1 dan Pierching 2. Proses perencanaanya perencanaanya dimulai dengan terima drawing dari costomer, analisa analisa flow proses, perencanaan Dies Dies dan perhitungan-perhitungannya, perhitungan-perhitungannya, proses manufakturnya, manufakt urnya, trial-trial trial-trial dah tahap kirim sample, hingga mass production. Untuk proses Design ini menggunakan software softw are cad, sedangkan sedangkan untuk perhitunganya menggunakan menggunakan teori-teori t eori-teori sheet metal forming.
A . Kata Kun ci : Pr essed Part , Shee Sheet Metal F ormi ng, Press Pressi ng Di D i es
Dalam dunia otomotif baik kendaraan roda dua maupun kendaraan roda empat atau lebih, industri elektronik bahkan bahkan di industri dustri berat seperti seperti industri dustri kapal dan pesawat, pressed part merupakan satu bagian yang sangat penti pentin ng dan peng penggunaann aannya cuku cukup p besar dan fungsinya belum dapat tergantikan oleh komponen lain karena sifat-sifatnya itu. Spesifikasi teknis yang belum dapat digantikan oleh bahan non metal
1. PENDAHULUAN Sheat Metal Forming adalah salah satu bagian dari proses produksi produksi dim dimana ana dalam dalam proses pembu pembuatan atann nya meng enggunakan sheet metal atau lembaran plat sebagai material, pressing pressing dies sebagai cetakannya serta menggunakan mesin press sebagai mesin pemrosesn pemrosesny ya. Hasil Hasil yang ang didapatkan didapatkan dari proses ini adalah adalah sheet metal part atau biasa biasa diken dikenal al deng dengan nama ama pressed part .
1
seperti kayu atau plastik misalnya dalam hal kekuatan yang cukup dalam menahan beban yang ang besar termasu termasuk k beban kejut kejut seperti komponen pressed part pada outer body panel dan chasis mobil. Bila berbicara berbicara tentan tentang g pressed part , tentunya akan sangat berkaitan dengan pressing pressing dies. dies. Sebab pressing pressing dies adalah cetakan yang digunakan untuk membentuk pressed part . Bentuk dari pressed part , kepresisian dari part yang dihasilkan tergantung dari dies-nya. dies-nya. Oleh sebab itu bagaimana mendesain pressing pressing dies yang baik adalah hal yang utama. Dalam proses desain sebuah pressing pressing dies dies perlu diperhatikan aspekaspek - aspek aspe k berikut yang yang meli meliputi: put i: dies yang Kekuatan dari kontruksi dies direncanakan, sebab dies dies dibuat untuk produksi masal dengan laju produksi produksi yang ang tin tinggi. Pemilihan material yang tepat dari bagi bagian-bagi an-bagian an dies, dies, dengan pemi pemilihan material aterial yang ang tepat dapat memperpanjang life time dies dies dan memperlama proses kerusakan karena pemakaianya. dies oleh Safty dalam pengoprasian dies operator, safety safety adalah hal yang penti pentin ng yang ang perlu perlu diperh diperhati atikan kan dalam perancangan awal suatu dies untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja dalam peng pengoperasiannya. operasiannya. Mudah dalam proses manufakturnya dan mampu dikerjakan oleh mesinmesin yang tersedia. yang rendah, Cost pembuatan dengan adanya cost yang rendah maka akan menurunkan harga suatu pressed part yang dijual ke customer . Sebab dengan harga yang rendah, pressed part yang dihasilkan akan mampu berkompeti berkompetisi si di pasaran pasaran.. Kualitas dies yang bagus, kualitas yang bagus dari suatu dies dies dengan sendirinya akan menghasilkan pressed part yang bagus dari segi kualitas. Sebab dengan kualitas
yang baik, pressed part yang dihasilkan akan memenuhi kriteria yang disyaratkan oleh pelanggan atau customer requirement dan meningkatkan kepuasan pelanggan atas produk yang dihasilkan. dalam bongkar pasang Mudah ketika suatu saat dibutuhkan perawatan perawatan atau peng pengganti antian an spare part-nya. part-nya. Pressing dies tentunya butu butuh h perawatan perawatan dan peng pengganti antian an spare part apabila suatu saat mengalami gangguan. Selain berbicara tentang sheet metal forming yang mana output dari proses tersebut adalah pressed part dan pressing pressing dies sebagai cetakannya maka jug juga perlu perlu diketah diketahu ui meng engenai enai mesin esin press. Mesin Mesin press adalah adalah mesin esin yang ang digunakan untuk memproduksi pressed part tersebut. Klasifikasi mesin press terbagi menjadi beberapa kategori, namun yang akan dibicarakan adalah berdasarkan berdasarkan sum sumber power yang ang digunakan yaitu: mesin press mekanik dan mesin press hidrolik. Mesin press mekanik menggunakan sistem kendali flywheel untuk mendapatkan pergerakan pergerakan ram. ram. Flywheel menyerap energi dari motor yang berputar terus menerus dan menyalurkan energi yang tersimpan tersebut kepada benda kerja. Mesin press jenis ini mempunyai kecepatan yang cukup tinggi dan bisa menghasilkan kapasitas produksi yang tinggi. Sedangkan tipe yang kedua adalah mesin press hidrolik dimana menggunakan pergerakan silinder hidrolik untuk menggerakkan ram. ram.
BAB II LANDASAN TEORI 2.1
PENGERTIAN DASAR
Pressing perkakas tekan memotong atau metal atau plat bentu bentuk k yang ang operasionalnya, digerakkan oleh
2
dies adalah suatu alat yang ang dig digunakan untuk tuk membentuk suatu sheet lembaran sesuai dengan dii diinginkan. kan. Dalam Dalam pressing pressing dies ini mesin press, apakah
mechanical press machine machine atau hydraulics press machine. machine. Tujuan dari pembuatan pressing pressing dies adalah untuk membuat komponen secara masal dengan ukuran dan bentuk yang sama dalam waktu yang yang relatif singkat. singkat. Jadi pressing pressing dies berfu berfungsi meng enghemat emat waktu pengerjaan dan penghematan biaya produksi produksi..
2.3. 2.3.1. 1.2 2 Cut Of f Bl anking Di e
BAGIAN-BAGIAN BAGIAN-BAGIAN
D rop
Through
Cut Off & Drop Through Blanking Die dipergunakan untuk proses blankcutting, hanya saja hasil pemotongan akan jatuh jatuh ke bagi bagian bawah dari die die melewat elewatii lubang pada bolster mesin dan masuk ke tempat penampungan. Cut off sangat efisien dalam pemakaian bahan karena scrap yang terbuang sangat sedikit. Gambar dibawah ini menunjukan tipe cut off & drop dro p through blanking blanking die.
Jadi pressing pres sing dies berfungsi berfungsi menghemat waktu pengerjaan dan penghem penghematan atan biaya biaya produ produksi ksi..
2.2
&
DARI
PRESSING DIES Secara umum pressing pres sing dies terbagi menjadi dua bagian yaitu Botom dies dan Upper dies.
2.3
JENIS-JENIS DIES Secara umum konstruksi dies dibagi dibagi menja menjadi di dua bagi ba gian an yaitu: ~ Single Operation Dies ~ Multi Operation Operation Dies 2.3.1 Si ngl e Operat Operat i on D i es. Single Operation Dies atau biasa disebut single single dies adalah konstruksi dies yang mempunyai sebuah proses pada die set -nya -nya dan hanya menghasilkan sebuah part dalam dalam sekali sekali stroke strok e. Part yang dihasilkan dapat berupa hasil blank , part setengah jadi atau finish goods goods part. Macam – macam single single operation dies antara lain:
Gambar 2.4 Cut Off Off & Drop Drop Through Blank Blank ing Die
2.3.1. 2.3.1.3 3 D rop Thr ough Di e
Drop Through Die atau dengan istilah lain Blank Through Die adalah konstruksi press dies yang produknya jatuh ke bawah die dan melewati lubang pada bolster bolster mesin esin dan masuk asuk ke penam penampun pung gan. an. Konstruksi dies seperti ini pada umumnya untuk proses blanking dan untuk membuang embuang scrap pada p ada proses pierching. pierching. Untuk jenis konstruksi dies ini memerlukan stripper untuk menahan material ketika dies sedang seda ng bekerja. beke rja. Inverted Inve rted Die atau istilah lainnya Return-Type Return -Type Blank ing Die adalah die dimana hasil blank akan jatuh ke bawah die tetapi kembali ke atas pada posisi yang sama pada saat pemotongan. Mekanisme ini dapat terjadi karena adanya pad yang mengangkat kembali hasil blank karena adanya gaya spring atau urethane yang menekan pad ke atas. Kadang kala susunan punch pun ch dan die dibalik yaitu dengan menempatkan punch pun ch di bawah dan die di atas, dengan demikian blank yang dihasilkan akan berada di atas yang kemudian dengan mekanisme knockout. 2.3. 2.3.2 2 Mul ti Operati Operati on D i es
2.3.1. 2.3.1.1 1 Cut Of f D i e.
Cut off die dipergunakan hanya untuk proses cutting dengan tujuan cutting blan blank, k, separati separating atau scrap cutti cuttin ng. Cut off die juga kerap kali dipadukan dengan proses blan blanki kin ng untuk tuk memoton emotong g scrap. Pemotongan blank dengan cut off die terbatas pada blank yang sederhana dan tidak dituntut dituntut keteli kete litian. tian. Gambar diba dibawah. wah.
Multi Operation Operation Dies Dies adalah dies yang didesain untuk bekerja pada dua atau lebih operasi dalam sekali stroke strok e. Konstruksi dies ini memang lebih rumit sebab harus dicari kesesuaian die height
Gambar 2.3 Cut Off Dies
3
dari proses-proses tersebut. Bila die height-nya height-nya tidak sama maka part yang dihasilkan tidak sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan dari drawing produknya. Macam-macam multi opration dies adalah dies adalah
material yang sama. Pada progressive progressive dies umumnya menggunakan coil ( steel sheet sheet gulungan ) dan coil feeder sebagai peng penggerak coil secara otomatis. Part yang diproses dari awal akan menempel terus pada lembaran embaran plat plat sampai sampai deng dengan proses terakhir. Harga progressiv progressiv e dies memang sangat mahal, oleh karena itu hanya produk produk yang ang volu olume produksi produksin nya tin tinggi yang menggunakan press dies jen dies jeniis ini.
2.3.2.1 2.3.2.1 Compound D i es
Compound Dies merupakan gabungan dua atau lebih proses yang berhu berhubun bungan menjadi enjadi satu artin artinya adalah adalah dua atau lebih proses dirancang terdapat pada satu dies. dies. Waktu prosesny prosesnya dil dilakukan akukan serentak. Pilihan untuk membuat compound dies tergantung pada beberapa pertim pertimbangan bangan antara antara lain: ain: ~ Cost produksi ~ Cycle time time yang pendek pe ndek ~ Akurasi Akurasi part pa rt ~ Penghematan pemakaian mesin Gambar dibawah ini menunjukan tipe compound dies.
Gambar 2.7 Progresiv Progresi v Dies
2.4 JENIS-JENIS PROSES SHEE SHEET T METAL FORMING Secara umum proses-proses yang terdapat pada sheet metal forming dikelompokkan menjadi menjadi tiga bagian yaitu: yaitu: 1. Proses Cutting Cutting ( pem pe motong oto ngan an ) 2. Proses Forming Proses Forming (( pembentukan ) 3. Proses Compression ( Compression ( penekanan) 2.4.1 Prose Prosess Cutting ( ( pemotongan ) Proses cutting / pemotongan pada sheet metal mempunyai banyak tujuan sesuai dengan fungsi dari proses pemoton pemotong gan tersebu tersebutt yang ang spesif spesifik. Maka untuk istilah pemotongan juga berbeda beda agar agar tidak tidak salah salah peng pengertian ertian.. Jeni Jenis jeni jenis proses pemoton pemotong gan tersebu tersebut antara antara lain:
Gambar 2.5 Dies Compoun Co mpoun d
2.3.2. 2.3.2.2 2 Combi Combi nati on D i es
Combination Dies atau istilah yang lazim disebut Group Tool, Gang Process atau Family Dies yang artinya adalah gabungan dari dua atau lebih proses pada satu die set yang tidak sejajar pemakai pemakaian ann nya. Ini Ini meng engandu andun ng arti bahwa bahwa pada satu die die set terdapat terdapat dua dua atau lebih ebih proses. Dalam Dalam sekali sekali stroke stroke dih dihasil asilkan jum jumlah part sesuai sesuai deng dengan jum jumlah proses yang ada pada satu die set. Gambar dibawah ini menunjukan tipe combination dies.
2.4.1. 2.4.1.1 1 Bl anki ng.
Proses blanking bertuju bertujuan an agar agar mendapatkan hasil potongnya atau blank , sedangkan sisanya akan dibuang sebagai sampah atau disebut scrap. scrap. Gambar dibawah ini menunjukan proses blanking.
Gambar 2.6 Combination Dies
2.3.2.3 Progr essi ve D i es Gambar 2.8 Proses Blanking
Progressive Progressive Dies Dies terdiri dari bany banyak proses atau multiple station yang saling berhubungan yang berasal dari
4
2.4.1. 2.4.1.2 2 Cutt i ng.
Proses cutting merupakan proses pemoton pemotong gan beberapa bagi bagian dari suatu suatu part . Sisa pemotongan dibuang sebagai scrap. scrap. Gambar dibawah ini menunjukan proses cutiing .
Gambar 2.12 Proses Partin Proses Partin g Atau Atau Separating
2.4.2 Proses F orming ( pembentukan ) Forming adalah istilah umum yang dipakai pada proses pembentukan sheet metal untuk mendapatkan contour yang diinginkan. Proses forming, tidak menghasilkan pengurangan atau peng penghilang angan material aterial seperti seperti yang ang terjadi terjadi pada proses cutti cuttin ng. Maka untuk tuk istil stilah pemben pembentu tukan kan jug juga berbeda-beda agar agar tidak tidak salah pengertian. Jenis-jenis proses pemben pembentu tukan kan tersebu tersebut antara antara lain ain: 2.4.2.1 Bending Bending Bending adalah proses penekukan plat plat dim dimana ana hasil asil dari peneku penekukan kan ini berupa berupa garis aris sesuai sesuai deng dengan bentu bentuk k sudu sudutt yang diinginkan. Gambar dibawah ini menun menunjj ukan uka n pros p roses es bending. bending.
Gambar 2.9 Proses Cuting
2.4.1. 2.4.1.3 3 Tr i mmin g
Proses trimming merupakan kelanjutan dari proses drawing yaitu pemoton pemotong gan sisa sisa material aterial yang ang tidak tidak bergu berguna untuk tuk mendapatkan endapatkan ukuran kuran akhi akhir yang dibutuhkan. Proses trimming akan meninggalka eninggalk a n bagian yang tidak berguna. berguna.
Gambar 2.10 Proses Trimming
2.4.1. 2.4.1.4 4 Not chi ng
Gambar 2.19 Proses Bendi Proses Bendi ng
Notchi Notching adalah adalah proses pemoton pemotong gan pada bagi bagian pin pinggir material aterial / part, biasan biasany ya pada progressi progressiv ve dies. dies. Dengan pemotongan tersebut, part berang berangsur sur terbentu terbentuk k walau walaupu pun n masih asih menempel pada scrap skeleton. Gambar dibawah ini ini menun menunjj ukan uka n proses pro ses notc notchi hing. ng.
2.4. 2.4.2. 2.2 2 F l angi angi ng
Flanging adalah sama seperti bendi bendin ng namu amun garis aris bendi bendin ng yang ang dihasilkan tidak lurus melainkan mengikuti bentuk part yang bersangkutan. Proses ini dimaksudkan untuk memperkuat bagi bagian sisi sisi dari produk produk atau untuk tuk alasan alasan keindahan.
Gambar 2.11 Proses Notc Proses Notchin hin g
Gambar 2.20 Proses Flan Proses Flan gin g
2.4.1. 2.4.1.5 5 Parti ng Separat rat i ng Atau Atau Sepa
2.4.2. 2.4.2.3 3 F ormi ng
Parting atau separating adalah proses pemi pemisahan sahan suatu suatu part menjadi enjadi dua dua bagi bagian atau beberapa bagi bagian dari sheet sheet metal strip sehingga menghasilkan part yang dikehendaki. Pada proses separating terdapat scrap yang tidak terpakai. Gambar dibawah ini menunjukan proses parting atau separating.
Forming mengacu pada pengertian yang lebih sempit yang artinya adalah deformasi dari sheet metal yang merupakan kombinasi dari proses bending dan flanging. Proses forming menghasilkan bentuk yang sangat kompleks dengan tekukan-tekukan serta contour part yang rumit. Gambar dibawah ini menunjukan proses form formiing. ng.
5
cold forging. Gambar dibawah menun menunjj ukan uka n prose pr osess stamping.
ini
Gambar 2.21 Proses Forming Proses Forming
2.4.2. 2.4.2.4 4 Dr awi ng
Drawing adalah forming yang cukup dalam sehingga proses pemben pembentu tukan kann nya memerl emerlu ukan blan blank k holder atau stripper dan air cushion / spring untuk mengontrol aliran dari material. Untuk bentuk yang tidak beratu beraturan diperl diperlu ukan bead untuk tuk menyeimbangkan aliran material. Untuk menghas enghasilka ilka n prod p roduk uk yang baik, sebaiknya digunakan steel sheet khusus proses drawi drawing dan meng enggunakan mesin esin press hidroli drolik. Gambar Gambar dibawah dibawah ini menunj enunj ukan uka n pros p roses es drawi dra wing ng..
Gambar 2.33 Proses Stamping Atau Mark Atau Mark ing
2.4.3.2 2.4.3.2 Headin g
Heading Heading adalah proses pemben pembentu tukan kan kepala kepala dari part, biasan biasany ya pada material aterial steel bar. Proses pemben pembentu tukan kann nya deng dengan proses hot forging atau cold forging dimana bagian ujung dari part diproses dengan menggunakan pressing dies untuk membentuk kepala. Gambar dibawah ini menun menunjj ukan uka n pros p roses es heading. heading.
Gambar 2.34 Proses Headin Proses Headin g Gambar 2.22 Proses Drawing Proses Drawing
2.4.3.3 2.4.3.3 Si Si zi ng
2.4.2.5 2.4.2.5 D eep Dr awi ng.
Sizing adalah operasi dimana material plat diberi tekanan tinggi yang mana menyebabkan material mengalir, karena itu sizing bertujuan untuk memperbesar akurasi dimensi dari part / benda kerja. Gambar dibawah ini menunjukan proses sizing.
Deep Drawing Drawing merupakan proses drawing yang dalam sehingga untuk mendapatkan bentuk dan ukuran produk akhir diperlukan beberapa kali proses drawing. Blank holder / stripper mutlak diperlukan dan hanya dapat diproses pada mesin press hidrolik dan menggunakan sheet metal khusus untuk deep drawing. Gambar dibawah ini menunjukan proses deep drawing. drawing.
Gambar 2.35 Proses Sizing
2.5 FAKTOR FAKTOR YANG BERPENGARUH BERPENGAR UH PADA PROSES PEMOTONGAN Pada proses pemotongan, untuk mendapatkan hasil part yang baik harus diperhatikan hal-hal berikut : gaya dari punch, pun ch, F ; speed spee d dari punch pun ch;; kondisi permukaan permukaan dan material material punch pun ch dan die; die ; kondisi sisi pisau pemotong punch pun ch dan die; die ; type pelumasan; dan clearence clearence atau kelonggaran antara pun antara punch ch dan dan die.
Gambar 2.23 Proses Deep Proses Deep Drawing Drawing
2.4.3 Pr ose oses Compr essi on ( penekanan )
Proses ini termasuk dalam operasi forming yang mana tekanan yang kuat diberikan pada sheet metal untuk menghasilkan tegangan kompresi yang tinggi pada plat untuk menghasilkan deformasi plastis. Jenis-jenis proses penekan penekanan an ini adalah adalah :
2.6
2.4.3. 2.4.3.1 1 Stampin Stampin g Atau M arki ng
Faktor Fak tor Yang Berpengaruh
Pada Proses Pembentukan
Stamping atau Marking atau kadang-kadang disebut proses coining digunakan untuk membuat tanda, simbol, huruf atau bentuk lainnya dengan proses
Salah satu jenis proses pembentukan adalah proses bending , yang mana tidak
6
hanya untuk pembentukan sebagai bentuk L,
tarikan ilustrasinya gambar dibawah ini.
U atau V, tapi juga untuk memperbaiki
dapat
dilihat
pada
kekakuan momen inersianya. Proses bending mempunyai
sejumlah
besar
penerapannya
pada otomo otomoti tif, f, industri ndustri pesawat terbang atau untuk
memproduksi
produk-produk sheet shee t
metal lainnya. Hampir semua proses-proses
Gambar 2.43 Teg angan ang an Pada Pada Pros Pros es Bend es Bending ing
Ketika radius bending terlalu kecil, garis netral tersebut akan terletak di antara garis tengah dan sisi permukaan bagian dalam dari plat. Pada potongan penampang dari sumbu bending , compression stress dan tensile stress bertin bertindak searah sum sumbu bending yang akan menghasilkan lengkungan. Ketika ri lebih besar dari pada tebal material, akibat yang ditimbulkan dari tegangan tersebut sangatlah kecil dan tidak menimbulkan masalah yang berarti. Di sisi lain, apabila ketebalan material yang mana ri/ T kecil,kelengkungan yang terjadi tidak bisa diremehkan, dan jika ukuran yang akan dibending cukup panjang, kelengkungan ini akan terjadi pada kedua ujungnya yang melebihi garis tengah dari plat. Untuk menghilangkan kelengkungan tersebut dibutuhkan perbaikan pada ukuran die atau dengan cara proses tambahan yaitu restrike atau dengan metode lainnya. 2.6.2 2.6. 2 Perhitun Perhitungan gan Gaya Be Bend nding ing Pada proses bending, ada tiga jenis proses pemben pembentu tukan kann nya yaitu aitu U-bending , V-bending dan L-bending L-bending dengan wiping die. die. Berikut ini adalah analisa perhitungan gaya-gaya bending. 1. L-bending / wiping die Cara kerja proses bending dengan menggunakan L-bending atau wiping die adalah dimana material dijepit pada die oleh stripper pada salah satu sisi dan punch menekuk perpanjangan material yang melebihi sisi die yang lain. Pada sisi punch bendi bendin ng serin sering dibu dibuatkan atkan radiu radius yang ang bertuju bertujuan an ketika ketika sedang sedang terjadi terjadi proses peneku penekukan kan,, material aterial tidak tidak meng engalam alamii sobek.
pembentu pembentukan kan yang telah telah dij dijelaskan elaskan di atas dasarnya adalah bentuk bending dimana bentuk bentuk-bentu -bentuk k
bending
tersebut
berhubu berhubung ngan an
sehing sehingga ga
saling
menj menjadikann adikannya ya
sebuah bentuk bending yang yang kompleks. Dalam
proses
pembentukan,
ada
beberapa faktor faktor yang harus diperhati diperhatikan kan agar part
yang
dihasi dihasillkan
dari
proses proses
pembentu pembentukan kan sesuai dengan dengan standar yang ada yaitu sesuai drawing drawing part . Pada kasus ini diambil
salah
satu
proses
yaitu
proses
bending yang dipakai sebagai dasar analisa. Faktor-faktor tersebut ters ebut adalah sbb:
2.6.1
Defor De form masi Be Bend ndin ing g Ketika sheet metal didi- bending , maka tegangan tekan ((compression compression stress) stress) terjadi sepanjang permukaan bagian dalam dari daerah yang di-bending di- bending dengan arah tegak lurus terhadap sumbu bending . Hal ini bisa menimbulkan masalah kerutan (wringkle) pada produk. Sementara wringkle) tegangan tarik terjadi ((tensile tensile stress) stress) pada permu permukaan bagi bagian luar dari daerah yang ang didi- bending jug juga pada arah tegak tegak lurus rus permu permukaan yang ang didi- bending . Hal ini bisa mengakibatkan retakan (crack ) pada produk. Karena kedua fenomena tersebut (compression (compression stress dan tensile stress) stress) maka terbentuklah garis maya yang disebut garis netral di antara permu permukaan dalam dalam dan permu permukaan luar dari daerah yang di-bending di- bending . Garis netral tersebut tidak mengalami tekukan atau
7
Ilustrasinya dapat gambar berikut ini :
dilihat
pada
Konsekwensi penambahan ejector pada U-bending dies dies dapat meningkatkan beberapa ton kapasitas kapasitas mesin esin press dari yang dibutuhkan namun mempunyai keuntungan seperti beberapa hal yang disebutkan sebelumnya. Untuk perumusan gaya yang dibutuhkan pada proses U-bending dapat dinyatak dinyatakan an sbb :
Gambar 2.44 L-Bending atau L-Bending atau Wiping Die
(2.4)
Untuk perumusan gaya yang dibutuhkan pada proses L-bending L-bending dapat dinyatakan sbb :
Dimana : (2.5)
(2.1)
Sedangkan M dapat dirumuskan sebagai beriku berikutt :
Dimana : (2.2)
(2.6)
Sedangkan M L dapat dirumuskan sebagai beriku berikutt : Dimana : n = koefisien koreksi kekerasan material ( n = 1.6 - 1.8) UTS = kekuatan ke kuatan tarik maksimum maksimum material (Mpa) b = panjan panjang g bendi bendin ng (mm (mm) T = tebal teb al bending be nding (mm) (mm)
(2.3) Dimana : n = koefisien koreksi kekerasan material ( n = 1.6 - 1.8) UTS = kekuatan kek uatan tarik maksim aks imum um material (Mpa) b = panjan panjang g bendi bendin ng (mm (mm) T = tebal teb al bending (mm) (mm) M L
= sudut sudut bending bending (derajat) (deraja t) MU = momen momen bending be nding U Ilustrasinya dapat dilihat pada dibawah ini :
gambar
= sudut sudut bending bending (derajat) (de rajat) = momen L bending be nding
2. U-bending U-bending Disebut U-bending karena material yang diproduksi dari proses bending menyerupai kanal U. Dies Dies U-bending biasan biasany ya dipasan dipasang gkan pressure pad / ejector yang dapat mencegah metal yang di-bending melengkung dan tidak rata pada bagi bagian bawahn bawahnya. Ejector Eject or juga mencegah material ketika proses bending berlan berlang gsun sung, meng engalam alamii variasi ariasi ketin ketinggian pada kaki-kaki kaki-kakin nya.
Gambar 2.45 Macam-Macam Proses U-Bendin U-Bendin g
Jika pada proses bending membutuhkan ejector maka gaya bending membutuhkan peningkatan 30 persen sehingga total gaya bending untuk lah : Ubending ada Ubending adalah
8
Penjelasan Pe njelasan dari dar i grafik grafik di atas ata s adalah ada lah sbb: Fasa pertama, deformasi plastik (OE). Fasa kedua, gaya yang umumnya konstan (EF). Fasa ketiga, gaya yang menurun karena material slip terhadap die (FG). Fasa keempat, material mengalami proses bending (GH). (GH). 2.6.3 Dasar Perhitungan Dimensi
1. V-bending V-bending dapat dipertimbangkan sebagai air bending . Maksudnya adalah bahwa bahwa pada permu permulaan fasa bending , jarak antara tumpuan material adalah (lk-2Rk (lk-2Rk ) dan gaya diterapkan pada titik pertengahan dari penumpu. Pada fasa permulaan, sisi dari die yang mana material bersentuhan pada sekeli sekelilingnya disebu disebut, t, Rk. Dan radius punch disebut, Ri yang akan selalu lebih kecil dari radius bending . Maka gaya dari V-Bending dapat dinyataka dinyatakan n sbb :
Die
Block Block die atau dalam istilah pressing pressing dies dies biasa disebut die yang mana pada operasi blanking dan punching punching dibebani gaya. Kira-kira 40 persen dari gaya ini akan mempengaruhi kerusakan die pada arah radial. Bagaimanapun, die mengalami penam penambah bahan an beban karena karena faktor gesekan yang terjadi ketika proses blanking berlan berlang gsun sung atau material aterial yang ang didi punching dan didorong melalui die. die. Perhitungan yang dipakai untuk menentukan dimensi tebal die. die.
(2.7)
Sedangkan M dapat dapat dirum dirumuska uska n sbb : (2.8)
Dimana : n = koefisien koreksi kekerasan material ( n = 1.6 - 1.8) UTS = kekuatan kek uatan tarik maksim aks imum um material (Mpa) b = panjan panjang g bendi bendin ng (mm (mm) T = tebal teb al bending (mm) (mm) = sudut sudut bending bending (derajat) (de rajat) Mv = momen bending be nding Ilustrasinya dapat dilihat pada dibawah ini :
Dimana : T : tebal teb al material mater ial a , b : dim d imensi ensi panjang dan lebar die hole dalam hole dalam C : Konstanta yang yang berdasarka berda sarkan n mecanical propertis material sheeet metal
gambar
Tabel 2.2 Konstanta 2.2 Konstanta
Gambar 2.46 Macam-macam Proses V-Bending Proses V-Bending
Pada gambar berikut dapat diilustrasikan hubung hubungaa n antara gaya bending dan pergerakan pergerakan punch punch : :
Sedangkan jarak hole die terhadap sisi-sisi die dinyatakan dengan e, nilai yang aman untuk e dirumusk dirumuskaa n : (2.10) e = (10~12) + 0,8 H Maka Mak a dimens dimensii die adalah ada lah : Panjang ( A ) : a + 2e Lebar ( B ) : b + 2e
Gambar 2.47 Kurva Gaya Terhadap Pergerakan Punch
9
Untuk persamaan lendutan maksimum dapat dap at meggunka eggunkan n rumus rumus seba s ebagai gai berikut ber ikut :
membuat bermacam-macam standart komponen press dies salah satunya membuat punch. punch. Punch yang dibuat biasan biasany ya hany anya diperu diperun ntukan tukan untuk tuk proses
(2.10)
piercing piercing atau punching saja, namun tidak untuk membuat punch berkontu berkonturr yang ang biasan biasany ya dig digunakan untuk tuk proses blanking . Untuk pembuatan punch punch ada beberapa faktor yang harus diperhatikan diperhatika n antara lain: lain: ~ Punch Punch didesain harus tidak mengalami buckling ketika proses prose s pemotongan pemotongan sedang berlangsung.
Dimana : δ = 0,08mm 0,0 8mm (lendutan maksimum) Untuk penjelasanya dapat dilihat pada gam gambar bar dibawah dibawah ini :
~ Harus cukup kuat melawan gaya stripper . ~ Tidak mudah berotasi ketika proses pemoton pemotong gan berlan berlang gsung. sung. Untuk mendesain punch terutama dalam penentuan dimensi panjangnya, maka perlu diperhatikan buckling yang mungkin terjadi pada punch. punch. Apabila konstruksi dies menggunakan stripper , maka buckling yang mungkin terjadi pada bagi bagian teng tengah punch. punch. Sedangkan bila punch tidak menggunakan stripper maka buckling yang mungkin terjadi pada bagian ujung dari punch. punch. Ilustrasinya dapat diperlihatka n pada pad a gamba gambarr di bawah ba wah ini ini :
Gambar 2.48 skema perhitungan dimensi die
Umumnya pada konstruksi die terutama pada proses blanking atau piercing piercing , pada lubangnya diberi tapper / ketirusan. Ketirusan ini berfungsi sebagai pembebas pembebas scrap yang jatuh kebawah die. die. Banyak kasus kerusakan die baik baik itu keretakan atau pecahnya die atau patahnya punch yang terjadi pada proses piercing piercing atau blanking karena pada die tidak diberi ketirusan atau diberi ketirusan namun sudutnya kurang sehingga banyak scrap yang menumpuk pada hole die dan menyumbat keluarnya scrap sehingga ketika scrap tidak lagi bisa terdorong ke bawah sedang sedangkan tekanan tekanan punch tetap berlan berlang gsun sung meng engakibatkan akibatkan tekanan tekanan itu diteruskan ke sekeliling die atau dibalikkan kembali ke punch sehingga berakibat berakibat die die retak / pecah atau punch patah. patah. Oleh sebab itu untuk mengantisipasi hal tersebut maka pada die diberi ketirusan ketirusan yang yang besarny be sarnyaa 3º ~ 5º. 2.6.4 Dasar Perhitungan Dimensi
Gambar ambar 2.49 2.49 punch tanp a striper striper d an dengan striper
Untuk penentuan panjang punch maksim maksimum um dapa da patt digunak digunakan an rumusan :
Punch
(2.12)
2.6.5 Punch adalah pasangan dari die yang mana fungsinya pada proses blanking atau punching sebagai pisau potong dalam praktekn praktekny ya di industri dustri press dies ada bermacam bermacam-macam -macam.. Namu Namun ada beberapa produsen produsen press dies component yang telah membuat standart-nya. Perusahaan ini
Dimana: E = Modul Mod ulus us elastisitas e lastisitas material ate rial punch. punch. I = Momen inersia F = Gaya kritis pemotongan p emotongan (2.14)
10
Dimana : L : Total panjang potong poto ngan an T : Tebal Tebal material mater ial UTS : Tegangan tarik tar ik maksimum material
Proses pembuatan part Bracket Bracket dapat diperhatikan pada Flow pada Flow Chart be Chart berikut rikut ini ini :
Untuk ketebalan material yang tidak seragam, gesekan antara punch dan material dapat meningkatkan gaya hingga 30%, atau bisa juga disebut safety factor fact or dalam proses pemotongan. Jadi variabelvariabel tersebut harus dipertimbangkan untuk pemilihan daya mesin press yang dibutuhkan. Bahwa gaya yang dibutuhkan mesin press, Fp Fp diperoleh dengan persamaan persamaan : Gambar Gambar 3.1 flow flow chart pembua tan dies bracket
(2.15) Step 3 :
2.6.7 2.6. 7 Das Da s ar Perhitun Perhitungan gan Stripper Pada Proses Blanking Seperti telah diketahui sebelumnya bahwa bahwa fungsi dari stripper adalah untuk menjepit atau menahan material agar material tidak bergerak ketika proses pemoton pemotong gan atau pemben pembentu tukan kan sedang sedang berlan berlang gsun sung. Pada konstru konstruksi ksi dies, dies, terutama pada proses pemotongan, pemakai pemakaian an stripper elastis lebih dominan. Selain berfungsi sebagai penjepit atau penah penahan an material aterial,, stripper elastis juga berfu berfungsi meng engarahkan arahkan ujun jung punch terhadap die ketika terjadi proses pemoton pemotong gan sehi sehingga buckling pada ujun jung punch dapat terhindarkan. Jenis stripper elastis ini adalah stripper pegas pegas dan stripper urethane. urethane. Untuk gaya stripper ( Fs) Fs) yang dibutuhkan dapat diketahui dari rumus : (2.16)
Sebagai gambaran awal, flow proses yang ang diren direncan canakan akan pada pembu pembuatan atan pressed part Bracket Bracket adalah sebagai berikut: 1. Proses blanking
Gambar 3.5 Blank Part
2. Proses Forming Proses Forming
Gambar Gambar 3.6 Forming Part
3. Proses Res Proses Restrik trikee
Dimana : CS : Konstanta Strriping F : gaya kritis pem pe motong oto ngan an Gambar Gambar 3.7 Restrike Part
BAB III PERANCANGA PER ANCANGAN N DAN PERMESINA PERMES INAN N DIES
4. Proses Bend Proses Bending ing
3.1 Perancangan Perancangan Dies D ies Bracket
11
Untuk perhitungan gaya bending dapat menggunakan rumusan sebagai
Gambar 3.8 Bending Part
5. Proses piercing piercing family (pierching (pierching 1 & 2)
Dimana :
Sedangkan untuk momen L-bending dapat rumusan sebagai berikut:
Gambar Gambar 3.9 Proses piercing family
3.2 Analis Analisa a Pada Prose Prosess Form Forming ing Karena kontur part ini bukan merupakan bending sederhana dan juga merupakan kontur yang cukup kompleks maka untuk menganalisa part ini akan dibagi dalam beberapa tahapan bending yaitu: (bending-L)) bending 1 (bending-L (bending-U ) bending 2 (bending-U bending 3 (bending-V1 (bending-V1)) bending 4 (bending-V2 (bending-V2)) Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar beriku berikut: t:
perhitungan digunakan
Dimana :
Tabel 3.1 Mechani 3.1 Mechanical cal Properties Sheet Metal
b = Panjan Panjang g kontu konturr bending - L panjan panjang g kontu konturr ( A – A – B B ) 90 = ( /36 0x2π.65) + 34.4 + 90 ( /36 0x2π.8,5) + 6,1= 64,06 mm Gambar Gambar 3.10 Tahapan Proses Forming Forming
3.2.1 3.2. 1 Perhitun Perhitungan gan Gaya Pem Pe mbentukan Tahapan 1 Pada tahap ini dimisalkan part mengalami bending-L bending-L pada bagian sisisisinya seperti ditunjukka ditunjukka n pada pad a gambar gambar beriku ber ikut: t:
Gambar Gambar 3.13 Detail Bending -L
Sehingga Gambar Gambar 3.11: Ilustrasi Bending -L
Maka Gambar Gambar 3.12: Detail Detail Bendi ng -L
12
Gaya Bending-L Bending-L pada pada kedua sisi sisi menjadi enjadi Tahapan 2 Pada tahapan ini dimisalkan part mengalami bending-U seperti ditunjukan pada gam gambar bar beriku berikutt ini :
Maka
Gambar Gambar 3.14 Ilustrasi Bending -U
Tahapan 3 Pada tahap ini dimaksimalkan part mengalami bending-V 1 seperti ditunjukan pada gam gambar bar beriku berikutt ini :
Gambar Gambar 3.15 Detail Bending -U
Untuk perhitungan gaya Bending-U Bending-U dapat menggunakan rumusan sebagai berikut : Gambar Gambar 3.17: Ilustrasi Bending -V1
Dimana : Gambar Gambar 3.18: Detail Detail Bendin g-V1
Sedangkan untuk momen U-bending dapat rumusan rumusan sebagai seb agai berikut :
Untuk perhitungan gaya dapat menggunakan rumusan beriku berikutt :
perhitungan digunakan
bending sebagai
Dimana Dimana : n = 1.8 UTS = 270 mpa = 270 x 10 6 N/m b = panjan panjang g kontu konturr Bending-U Bending-U (panjang kontur A-B) = ( 90 /360 x 2 π.5,1 ) + 40,3 + ( 90 /36 0 x 2 π.9,4) + 13,8 = 76,88mm
Sedangkan untuk perhitungan momen V bendi bendin ng dapat dig digunakan rum rumusan sebagai sebagai beriku berikutt :
Gambar Gambar 3.16: Panjang Panjang Bend ing -U
Dimana : n = 1,8 UTS UTS = 270 Mpa = 270 x 10 6 N/m b = panjan panjang g kontu konturr Bending-V Bending-V 1 (panjang kontur A-B)
Sehingga
13
= 2+( 90 /360 x 2 π.3,5 ) + 0,4 + ( 90 /360 x 2 π.3,5) π. 3,5) + ( 20 /360 x 2 π.29,3 ) + (69 /36 0 x 2 π.3,5) + 0,4 + ( 90 /36 0 x 2 π.3,5) +2 = 44,68 mm
Lk = 67,2 Rk = 3mm & 4mm (diambil (d iambil nilai nilai terbesar yaitu 4mm) Ri = 6mm = 90o Sedangkan untuk perhitungan momen V-bending dapat digunakan rumusan rumusan sebagai seb agai berikut :
Gambar 3.19 Panjang Bending-V1
Dimana n
Sehingga
= 2+( 90 /360 x 2 π.3,5 ) + 0,4 + ( 90 /36 0 x 2 π.3,5) + ( 20 /360 x 2 π.29,3 ) +( 20 /360 x 2 π.29,3 ) + (69 /36 0 x 2 π.3,5) + 0,4 + (90 /36 0 x 2 π.3,5) + 2
Maka
Gambar 3.22 Panjang Bending-V2
Sehingga Tahapan 4 Pada tahapan ini dimisalkan part mengalami bending-V 2 seperti ditujukan pada gam gambar bar beriku berikutt ini.
Maka Gambar Gambar 3.20 Ilustrasi Bending -V2
Sehingga total gaya dibutuhkan adalah .
Gambar Gambar 3 .21 Detail Detail Bend ing-V2
forming
yang
Untuk perhitungan gaya bending dapat menggunakan rumusan sebagai beriku berikutt : Dengan pertimbangan gesekan material dengan punch punch dan die forming ketika proses berlangsung, bottoming opration untuk mengurangi spring back
Dimana :
14
maka gaya total yang dibutuhkan sebesar 1,3 F.
panjan panjang g dan lebar die yang diinginkan, untuk ukuran panjang dan lebarnya adalah 110 mm x 60 mm. Setelah itu ditentukan model atau kontur die yang diinginkan sesuai proses forming . Setelah itu barulah ditentukan ketebalan die minimum agar deformasi yang terjadi ketika dies sedang bekerja tidak tidak melebi elebih hi deform deformasi asi yang ang diijinkan yaitu sebesar 0,08 mm. Untuk desain ini maka diinginkan kontur die-nya die-nya adalah sesuai dengan gambar berikut:
3.2.2 3.2. 2 Perhitun Perhitungan gan Dimensi Dimens i Die Pada analisa perhitungan untuk menentukan dimensi ketebalan die dapat menggunakan pendekatan mekanika teknik dengan menggunakan metoda ”Superposisi”. Superposisi”. Metoda ini menetapkan bahwa bahwa ”kemi kemirin ringan atau kelen kelendu dutan tan kepada Setiap titik pada balok sebagai resultan “kemiringan dan lendutan pada titik tersebut yang disebabkan oleh beban yang bekerja secara terpisah ”. Ilustrasinya dapat diperlihatkan pada gambar berikut ini: Beban merata 13264/110 = 120,58 N
Gambar Gambar 3.24: a)Dimensi Panjang & Lebar Die; b)Dimensi Ketebalan Die
Berikut ini adalah pengerjaan pemodelan dengan menggunakan program sofware analysis.
Gambar Gambar 3.23: Ilustrasi Beban Beban Pad a Die
Langkah Langkah 1 : Penentuan jenis material die die yaitu AISI 304 (setara dengan material) die yaitu DF-3 ). Physical ). Physical propertie-nya propertie-nya adalah sbb
Untuk Untuk persamaan per samaan lenduta lendutan n maksim aks imum um dapat dap at menggunaka enggunaka n rumus rumus .
Dimana :
Tabel 3.2 Physical Physical Properties P roperties AISI 304
Maka
Langkah Langkah 2 : pil pilih bidan bidang g restrain restrain tumpuan tumpuan yang tidak bergerak) bergera k) Cara lainnya adalah dengan rekayasa pemodelan dengan bantuan software softw are analysis analysis yaitu yang dapat menganalisa pergerakan sebuat benda bila benda benda tersebu tersebutt diberi diberikan kan gaya aya terten tertentu tu.. Pada perhitungan untuk menentukan dimensi ketebalan punch pada proses forming maka terlebih dahulu ditentukan
(bidang
Gambar 3.25: Bidang Restraint
Langka Langkah h 3 : penentuan dimana dimana area are a proses pro ses besa rnyaa gaya yaitu 1326 13 26 forming terjadi, forming terjadi, besarny N dan arah gay gayaa yang yang tegak tegak luru luruss bidan bidang g referensi (tumpuan).
15
lower plate dan ketebalan die yang digunakan sebesar 35 mm ( didapat dari perhi perhitun tungan sebelu sebelumnya). Ketika Ketika dies sedang bekerja, defleksi yang diijinkan yaitu sebesar 0,08 mm. Untuk desain ini maka diinginkan kontur die-nya die-nya adalah sesuai dengan gambar berikut:
Gambar Gambar 3.26:a) Area Gaya Gaya Forming; Forming; b) Arah Gaya Forming
Langkah 4 : Analisa dan optimisasi menghasilkan distribusi pergerakan pada model. Dari hasil trial ketebalan die didapatkan data ketebalan die antara 5 ~ 55 mm. Nilai ini adalah setara dengan defleksi maksimum yang diijinkan sebesar 0,08 mm. Distribusi pergerakan ini dapat dilih dilihaa t pada pad a gambar gambar..
Gambar Gambar 3.42: a)Dimensi Panjang Panjang & Lebar Bottom Plate; Plat e; b)Dimensi Kete bal an Botto m Plat Platee
Berikut ini adalah langkah-langkah permodel permodelan an deng dengan meng enggunakan program program softw software are analysis analysis:: Langkah 1 : penentuan jenis material bottom plate plate yaitu AISI 1020 (setara dengan material ST41). Physical propertie-nya propertie-nya sbb : Tabel 3.3: Physical properties AISI 1020
Gambar Gambar 3.27: Deflek Deflek si Pada Ketebala n 5 mm
Lankah 2 : pil pilih bidan bidang g Restraint Restraint (bidang tumpuan yang tidak bergerak)
Gambar Gambar 3.32: Defleksi Defleksi Pada Keteba lan 55 mm
3.2.4 3.2. 4 Perhitun Perhitungan gan Dimensi Dimens i Bot tom Pl ate Cara adalah dengan rekayasa pemodel pemodelan an deng dengan bantu bantuan an software soft ware analysis yaitu yang dapat menganalisa pergerakan pergerakan sebuah sebuah benda benda bil bila benda benda tersebut diberikan gaya tertentu. Pertamatama terlebih dahulu ditentukan panjang dan lebar bottom plate yang diinginkan, untuk ukuran panjang dan lebarnya adalah 250 mm x 180 mm. Setelah itu penentuan panjan panjang g dan lebar die yang diinginkan yaitu berukuran 110 mm x 60 mm. Untuk perhi perhitun tungan ini, die disertakan sekaligus dengan lower plate karena die-pun die-pun akan mengalami defleksi seperti halnya lower plate ( bottom plate bagi bagian bawah) bawah) ketika ketika proses forming berlan berlang gsun sung sehi sehingga lower plate tidak bisa dijadikan sebagai bidan bidang g restraint atau tumpuan yang tidak bergerak. bergerak. Namu Namun yang ang dijadi dijadikan kan sebagai sebagai bidan bidang g restraint adalah bantalan pendu penduku kun ng ( spacer ) dari lower plate. Setelah itu barulah ditentukan ketebalan
Gambar 3.43: Bidang Restraint Langkah 3 : penentuan area dimana proses forming terjadi, besarnya gaya yaitu 13264 N dan arah gaya aya yang ang tegak tegak lurus rus bidan bidang g referensi (tumpuan).
Gambar Gambar 3.44:a) Area Gaya Forming;b) Arah Gaya Forming
Langkah Langkah 4 : Analisa dan optimisasi menghasilkan distribusi distribusi pergerakan pergeraka n pada model. Dari hasil trial ketebalan lower plate didapatkan data bahwa pada ketebalan 27 mm maka
16
distribusi pergerakan pada lower die menunjukkan warna hijau muda (pergerakan maksimum) dengan nilai -2
menggunakan bantuan software CAM (UG-NX). (UG-NX). Dengan menu arc length didapatkan keliling dari kontur blanking tersebut (L) adalah 279,041 mm. Sebagai catatan, kontur blank shape yang benar benar benar akurat akurat dapat diketah diketahu ui dari trial & error dari proses forming hingga piercing piercing . Karena perhitungan blank shape berdasarkan berdasarkan estim estimasi bantu bantuan an softw software are fastf orm belu belum tentu tentu akurat akurat deng dengan kenyataannya ketika trial berlangsung. Bila kontur blank shape yang dibuat sudah bisa bisa meng enghasil asilkan kontu konturr part sesuai sesuai dengan drawing maka barulah dihitung keliling blank shape-nya shape-nya untuk perhi perhitun tungan selan selanju jutn tny ya. Oleh Oleh sebab itu maka pada bab ini dibahas dahulu tentang analisa pada proses forming barul barulah dibahas mengenai proses blanking . 3.3.1 Perhitungan Gaya Potong Pada Proses Blanking Gaya pemotongan / cutting force dapat dap at dihitung dihitung deng de ngan an persamaan pers amaan :
-2
URES sebesar 7,706x10 ~ 9,632x10 . Nil Nilai ini adalah adalah setara deng dengan defl defleksi maksimum yang diijinkan sebesar 0,08 mm. Distribusi pergerakan ini dapat dilihat pada gam gambar bar dibawah dibawah ini:
Gambar Gambar 3.45: Defleksi Defleksi Pada Keteba lan 27 mm
Dengan pertimbangan kemudahan adjusting part dan pemasangan komponen ejector pin maka untuk ketebalan bottom plate ( upper plate dan lower plate ) digun digunaka aka n 30 mm. mm. Dari perbandingan penggunaan metode analitis dengan pendekatan mekanika teknik dan dengan bantuan software softw are analysis analysis maka untuk perhitungan yang lebih akurat adalah dengan menggunakan bantuan software soft ware analysis analysis Pada perhitungan dengan menggunakan metode analitis, bentuk kontur tidak diperhitungkan namun hanya mengasumsikan die sebagai bidang yang dibebani merata pada seluruh permu permukaann kaannya. Aktu Aktualn alnya adalah adalah beban yang terjadi pada seluruh permukaan yang berkontu berkonturr dan hal tersebu tersebut tidak tidak bisa bisa disederhanakan sebagai balok yang terbebani merata.
Dimana :
Material sheet metal adalah SPC270 SPC270 yang mempunyai stansile strenght
Dengan pertimbangan sefty factor fact or sebesar 30% karana barbagai macam penyabab gesekan punch punch dan die, die, keditaj seragaman ketebalan material atau ketajaman sisi potong potong maka gaya aya yang ang dibu dibutu tuh hkan mesin esin press, Fp adalah Fp adalah :
3.3 Analisa Analisa Pada Pada Prose Prose s Blanki B lanking ng Dari hasil berbagai trial maka didapatkan kontur blank shape dari part part Bracket Bracket yang dapat menghasilkan part yang sesuai adalah sbb:
3.3.2 Perhitungan Gaya Stripper Pada Proses Blanking Stripper yang digunakan pada desain blanking dies ini adalah jenis
Gambar Gambar 3.46: Kontur Blank Blank Shape
dari
Maka untuk mendapatkan keliling kontur blank shape dapat
17
stripper elastis dimana desainnya terdiri dari plat penjepit yang digantungkan dari punch holder dan diikat oleh compression spring spring dan stripper dan stripper bolts. bolts. Gaya stripper stripping / stripping force force dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Untuk perancangan kali ini digun digunaka aka n keteba ket ebalan lan 30 mm. Sedangkan jarak hole die terhadap sisi-sisi die, e
maka nilai maka dimensi die yang aman adalah ad alah : panjan panjang g ( A ) = 103,15 + 2(32) 2(32) = 167,15 ~ 168 mm lebar ( B ) = 45,9 + 2(32) = 109,9 ~ 110 mm
.Dimana : C s = 0,08 (dari tabel II.2 bila bila t 1,0 mm pada proses proses blanki blanking ng)) F = 5,38 ton (gaya potong) = 0,08 x 5,38 = 0,4304 ton = 430,4 kg Untuk desain striper ini menggunakan empat buah Comppresion Spring , maka gaya masingmasing-m ma s ing spring s pring
3.3.4 Perhitungan Dimensi Punch Pada Pros Prosss Blanking Blanking Sebagai perhitungan luasan penampang punch maka digunakan metode Finite Element Analysis Analysis dimana luasan penam penampan pang g punch dibagi menjadi kotakkotak dengan luasan masing-masing kotak
Dari katalog Misumi Misumi Standart dan disesuaikan dengan desain stripper didapatkan tipe spring spring yang cocok digunakan untuk desain stripper ini adalah jeni jenis SWF Ø20 deng dengan panjan panjang g 55 mm. Ilustrasinya seperti terlihat pada gambar di bawah in ini:
2
adalah (4x4) atau 16 mm . Tujuannya adalah mempermudah perhitungan momen inersianya yang akan dimasukkan pada perhi perhitun tungan panjan panjang g maks punch untuk mengantisipasi buckling yang terjadi pada punch bil bila punch diberikan gaya pemoton pemotong gan. an. Ilu Ilustrasi strasin nya dapat dil dilihat pada gam gambar bar dibawah dibawah ini :
Gambar Gambar 3 .47: Type Type Spring
3.3.3 Perhitungan Dimensi Die Pada Proses Blanking Perhitungan yang dipakai untuk menentukan dimensi tebal die adalah: die adalah:
Gambar Gambar 3 .48: Finite Finite Element Analisis Pada Punch
Untuk menentukan momen inersia panam panampan pang g punch, punch, I = I = I xx + I + I yy Dimana :
Dimana:
Untuk perhitungan I xx metriks: Untuk penentuan panjang punch maksimum ( I I m ax ) dapat menggunakan rumus :
maka tebal die adalah die adalah )
18
dimana:
Maka I
forming yang terdiri dari punch punch dan diedienya ini dapat dilihat pada gambar berikut ini. maks mak s
= Gambar Gambar 4.2 Kontruk si Die Die & Punch Forming
Karena desain tebal punch hanya 50 mm maka tidak akan terjadi buckling sehingga punch aman. punch aman.
Dari hasil trail didapatkan sampel part yang dapat dapa t dilih dilihaa t pada pad a gambar gambar berikut ber ikut ini ini
BAB IV PENGUJIAN, ANALISA DAN HASIL PERBAIKAN Pada pengujian atau trial ini dilakukan hingga enam tahap dengan dua jeni jenis konstru konstruksi ksi dies. dies. Dilakukannya hingga enam tahap trial karena untuk mencari kesesuaian bentuk part dengan drawing part hingga mendekati endekati dim dimensi ensi dan appearence yang diinginkan. Selain itu jug juga dil dilakukan akukan perubah perubahan-peru an-perubah bahan an bentu bentuk k blank shape untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan melakukan trial hingga proses terakhir. Dapat diinformasikan bahwa untuk perubahan kontur blank shape-nya shape-nya dilakukan dengan menggunakan mesin wire cut dengan sebelumnya melakukan input data perubah perubahan an blank shape shape pada program autocad. Pada pembahasan berikut ini akan dijelaskan tahapan-tahapan trial yang telah dilakukan:
Gambar Gambar 4.3 sampel part p roses forming forming
BAB VPENUTUP VPENUTUP 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian, analisa dan perbaikan yang telah dilakukan pada produk produk press part “ Bracket Bracket ” untuk proses blanking dan forming ada beberapa kesim kes impula pulan n yang dapat dap at diambil diambil antara lain: lain: 1. Lipatan material atau multiple folding process process dapat terjadi manakala terjadi ketidakserempakan aliran material ketika proses terjadi. 2. Ketidakserempakan aliran material terjadi karena flow material mengalami hambatan yang mana ada salah satu flow material yang sudah berhenti mengalir sementara flow yang lain masih bergerak yang mana hal ini disebabkan karena kontur dies yang tidak mengijinkan material mengalir hingga proses bottoming . 3. Scratching dengan ukuran 4 mm x 4 mm pada blank shape adalah analisa elemen hingga sederhana yang merupakan salah satu cara untuk mengetahui arah aliran material yang mendeteksi kemungkinan adanya folding atau lipa lipatan tan pada pad a material. ate rial. 4. Cara yang dilakukan untuk mengurangi terjadinya folding yang
4.1 Trial Tahap 1 Pada trial tahap 1 adalah dengan menggunakan blank shape pertama pertama dim dimana ana ukuran blank sha pe adalah adalah sesuai sesuai deng dengan bentan bentang gan awal yang ang diperol diperoleh eh dari program program softw software are fastf orm tanpa modifikasi sedikitpun. Bentangan tersebut dapat dap at dili dilihat hat pada pa da gamba gambarr berikut b erikut ini: ini:
Gambar 4.1 Ilustrasi Blank Shape 1
Sedangkan dies dies yang digunakan pada trial trial ini adalah adalah dies forming sesuai dengan desain awalnya. Konstruksi dies
19
berul berulang ang pada proses forming part Bracket Bracket adalah dengan cara mem perbesar radius die (R9) (R9) dan radius punch forming (R10) pada bagian dimana folding terjadi. Perubahan pada blank shape ketika proses trial trial berlan berlang gsun sung adalah adalah salah satu cara yang umum dilakukan untuk mendapatkan part sesuai dengan spesifikasi yang diinginka diinginkan n ( sesuai ses uai drawi dra wing ng part). 5. Dengan analisa dan perancangan yang baik dapat menghasilkan produk produk yang ang berkual berkualiitas tin tinggi dan presisi presisi.. 6. Die dubuat sebagai sebagai modeling tool (master), semakin tinggi presisi die, semakin tinggi pul pula presisi presisi produk produk yang ang dihasilkan. 7. Hampir dalam proses pressing ini tidak memerlukan proses peman pemanasan asan cuku cukup p deng dengan temperature ruang saja (disebut dengan proses metode dingin). Karena tidak ada pemanasan maka presisi presisi ukuran kuran dan bentu bentuk k produk produk lebih baik ba ik dan sesuai ses uai..
DAFTAR PUSTAK PUST AKA A 1. Vukota Boljanovic, Sheet Metal Forming Processes and Die Die Design Design,, ( Industrial Industrial Press Inc, Inc, New Ne w York, 2004). 2. Rony Sudarmawan Theryo, “ Press Dies Dies Maintenance” Maintenance”,, Politeknik Manufaktur Astra. 3. Cyril Donaldson, George H. Le Cain, V. C. Goold, “Tool “Tool Design”, Design” , McGraw McGra w Hill Hill Book Company Co mpany,, 1973. 4. E. Paul DeGarmo, JT. Black, Rodald A. Kohser, “ Materials Materials And Processes In Manufacturing”, Manufacturing” , John Wiley Wiley & Sons, Sons, 2003. 5. Aida Press Handbook, Handbook, Third Edition”, Edition”, Aida Engineering, Ltd. 6. John A. Schey, “ Introduction To Manuf acturing acturing Processes”, Second Edition, Edition, McGraw-Hill International Editi Editions, ons, 1987 . 7. Press design basic . http://www.imdia.com 8. Manufacturing prosses press part . http://www.manufcturing.com
20
