16.6 macam - macam bending dan hubungan operasi
16.7.1 deep drwability
Dalam suatu operasi deep-drawing, kegagalan yang biasanya diakibatkan oleh penipisan dinding gelas di bawah tegangan-tarik membujur tinggi. jika kita mengikuti pergerakan dari material ketika itu mengalir ke dalam rongga die, itu dapat dilihat bahwa pelat logam (a) harus mampu untuk mengalami suatu pengurangan di dalam jarak dalam kaitan dengan pengurangan di garis tengah, dan ( b) harus menekan penipisan di bawah tegangan-tarik yang membujur dalam dinding gelas tersebut. Deep drawability biasanya dinyatakan oleh pembatasan gambar perbandingan ( LDR),
LDR=maximum blank diameter= Do Punch diameter Dp
Gambar 16.33 Tegangan pada contoh tensile test yang dipindah dari selempeng sheet metal. Tegangan ini digunakan untuk menentukan Anistropy normal dan planar dari sebuah sheet metal.
Apakah suatu pelat logam dapat ditarik dalam dengan sukses ke dalam sepanjang suatu part bentukan gelas, telah ditemukan menjadi suatu fungsi anisotropi yang normal digambarkan . dalam kaitan dengan tegangan spesimen mengalami dalam tegangan ( gambar.16.33)
R=Width strain =εω
Thickness strain ε t (16.11) Dalam rangka menentukan besar R, suatu percobaan tarik spesimen yang pertama disiapkan dan diperlakukan untuk suatu pemanjangan 15% sampai 20%. tegangan sebenarnya pada lembar plat telah dihitung dan dibahas dalam bagian 2.2. sebab lembaran plat pada pengerolan dingin yang biasanya mempunyai anisotropi di dalam
planar petunjuknya, R nilai dari suatu spesimen pemotongan dari suatu lembaran metal
digulung akan tergantung pada orientasinya berhubungan dengan arah yang bergulung. Untuk kondisi ini , nilai rata-rata, Ravg dapat dihitung dengan :
Jika tulisan di bawah garis adalah sudut berhubungan dengan arah yang bergulung pada lembar plat tersebut. beberapa Ravg nilai-nilai khas disampaikan dalam tabel16.4. hubungan yang ditentukan antara Ravg dan LDR ditunjukkan di dalam fig 16.34. itu telah tidak dibentuk bahwa sifat mekanis pelat logam yang lain menunjukkan seperti konsisten suatu hubungan ke LDR seperti halnya Ravg , dengan penggunaan suatu percobaan tarik sederhana menghasilkan dan memperoleh anisotropi normal dari pelat logam, pembatasan gambar perbandingan dari suatu material dapat ditentukan
Gambar 16.34 Hubungan antara anisotropy normal rata-rata dan limiting drawing ratio untuk bermacam sheet metal
Earing. Di dalam drawing, tepi cups akan menjadi garis yang berombak/berkerut, kejadian ini disebut earing ( gambar .16.35). Ears harus dilakukan pada pembentukan cups sebab mereka harus dipotong sedikit untuk membuang bagian yang tidak bermanfaat dan mengganggu pengolahan cups lebih lanjut , yang akan mengakibatkan sisa skrap. Earing disebabkan dari lembar oleh planar anisotropi dan jumlah earing
yang yang diproduksi mungkin dua orang, empat, atau delapan, tergantung pada pengolahan sejarah dan ukuran dari lembaran plat logam. Jika lembaran plat logam lebih kuat dalam petunjuk menggulung dibanding garis melintang kepada arah yang bergulung dan kekuatan bervariasi yang seragam berkenaan dengan orientasi, kemudian dua earing akan membentuk. jika lembar mempunyai kekuatan tinggi pada orientasi berbeda, kemudian earing akan lebih membentuk
Planar anisotropi dari lembaran plat ditandai oleh ∆R. digambarkan dalam kaitan dengan directional R menilai dari persamaan
∆R=Ro-2R45+R 90 2
Ketika delta ∆R=0, tidak terjadi pembentukan ear. tingginya dari ear meningkat sama dengan peningkatan ∆R.Ini dapat dilihat drawabilias itu ditingkatkan oleh suatu nilai Ravg dan ∆R rendah. biasanya, pelat logam dengan Ravg tinggi juga mempunyai ∆R nilai-nilai tinggi. pelat logam susunan sedang dikembangkan secara terus menerus untuk meningkatkan drawabilitas dengan pengendalian jenis campuran logam unsur-unsur dalam material seperti halnya berbagai pengolahan parameter selama penggulungan lembar.
Praktek deep-drawing
Petunjuk tertentu telah dibuat untuk keberhasilan praktek deep-drawing. tekanan blank holder biasanya dipilih 0.7 sampai 1,0% dari jumlah kekuatan akhir dan kekuatan-tarik dari pelat logam. Terlalu tinggi kekuatan blank holder meningkatkan kekuatan pukulan dan menyebabkan dinding cups untuk tersayat. Pada sisi lain, jika blankholder kekuatan terlalu rendah, Pengerutan akan terjadi.
Toleransi pada umumnya 7 sampai 14% lebih besar dibanding ketebalan lembaran plat jika jaraknya terlalu kecil, the blank mungkin ditembus oleh tekanan tersebut. sudut radian dari tekanan dan die adalah juga parameter yang penting. jika mereka terlalu kecil, mereka dapat menyebabkan retak di sudut; jika mereka adalah terlalu besar, dinding cangkir akan terjadi pengerutan..
Draw beads (Gambar.16.36) adalah diperlukan untuk mengendalikan aliran yang
kosong ke dalam rongga die. Beads membatasi tekanan yang terbuang pada pelat logam dengan membengkokkan dan meluruskan sepanjang siklus drawing. Mereka dengan demikian meningkatkan kekuatan memerlukan untuk menarik lembar ke dalam cavity die fenomena ini dapat didemonstrasikan dengan mudah dengan penempatan suatu potongan kertas atau almunium menggagalkan melalui jari seseorang dalam pengaturan similiar Lihat gambar13.36a. Anda akan catat bahwa suatu kekuatan tersebut. Jadi harus diperhatikan untuk untuk tidak terkena jari anda. Draw beads juga membantu ke arah mengurangi yang diperlukan kekuatan blankholder, sebab lembar yang bermanik-manik mempunyai suatu kekakuan yang lebih tinggi ( oleh karena itu momen-inersia lebih tinggi ) oleh karena itu kecenderungan untuk mengerutkan. Drawing garis tengah manik-manik dapat terbentang dari 13 sampai 20 mm yang belakangan ini bisa diterapkan dalam pengecapan besar, seperti pada panel pada mobil.
Draw beads juga bermanfaat di dalam gambar komponen nonsymmetric dan
box-shaped, sebab mereka dapat menyajikan berbagai kesulitan penting dalam pengerjaan ( gambar.16.36 b dan c). Melihat pada gambar 16.36C, sebagai contoh, bahwa berbagai bagian part menyangkut yang mengalami jenis kelainan bentuk yang berbeda
selama drawing. ( mengingat juga prinsip pokok material mengalir di direction paling sedikit perlawanan.)
Gambar 16.36 Ilustrasi dari skema draw bed
Dalam rangka menghindari sobek/tersayatnya pelat logam selama pembentukan, tersebut sering diperlukan untuk menyertakan faktor berikut :
• Penempatan dan disain yang sesuai draw beads
• luasan radius die
• Pemberian minyak pelumas efektif
• Bentuk dan ukuran blank
• Memotong/Terputus sudut segi-empat atau penyiku yang kosong pada 45 untuk mengurangi tegangan-tarik dikembangkan selama drawing
• Penggunaan blank dari cacat internal dan eksternal
Ironing (pengerasan). melihat pada gambar16.32 bahwa jika jarak antara punch dan die cukup besar, cups yang didrawing akan mempunyai dinding lebih tebal pada dindingnya dibanding pada dasar nya. Dikarenakan dinding tersebut terdiri dari material dari bagian titik tengah dan sebelah luar menjadi kosong, karenanya telah dikurangi di dalam titik tengah menjadi lebih tebal dibanding material yang constituting sisa dari
ketebalan. ketebalan dari dinding cups dapat dikendalikan oleh suatu proses yang disebut pengerasan (ironing). di dalam wich adalah suatu cups didrawing diteruskan satu atau lebih pengerasan (ironing) dinding sekitarnya ( lihat gambar.16.31). Jarak pengerasan antara ketebalan dinding utama tetap ( dan sepadan dengan clearence, kecuali untuk beberapa pulihan bejana kecil). almunium hidangan kaleng, untuk contoh, secara khas mengalami dua atau tiga pengerasan pada pengoperasian di mana cups yang didrawing adalah ditekan melalui suatu satuan dalam pengerasan dinding.
Redrawing. Kaleng atau bejana adalah yang terlalu sukar untuk menekan masuk satu pengoperasian dan biasanya mengalami redrawing( lihat gambar.16.31) oleh karena ketetapan volume dari logam, cups menjadi lebih panjang karena adanya proses drawing kembali ke daerah tengah yang lebih kecil. Pada kebalikan yang mereduksi, cups ditempatkan asal; terbalik; sungsang di dalam tidak bergerak dan begitu diperlakukan untuk membengkokkan pada arah berhadapan dengan bentuk wujud asli nya.
Drawing tanpa blankholder. Pada pelaksanaan proses drawing kemungkinan akan berhasil tanpa suatu blankholder, dengan ketentuan bahwa pelat logam cukup tebal untuk mencegah pengerutkan. suatu cakupan yang biasanya (menyangkut) daerah tengah adalah
Do-Dp< 5T Di mana T adalah ketebalan plat logam tersebut.
Embosing. Ini adalah suatu pengoperasian yang terdiri dasaran drawing yang dibuat dengan mempertemukan female dan male die (gambar.16.37). embosing digunakan terutama untuk pengerasan pelat logam rata/tipis memberi papan dan tujuan dalam membentuk, penomoran, dan proses akhir, seperti penutup aluminum pada tutup kaleng.
Gambar 16.37 Sebuah proses embosing dengan dua dies. Huruf, nomor dan rancangan komponen sheet
Tool dan peralatan untuk drawing. alat yang paling umum dan material untuk deep
drawing adalah besi cor dan peralatan untuk baja dan meliputi die diproduksi dari besi
tuang keras yang dibuat oleh lost-foam proses. Material lain seperti plastik dan karbit juga mungkin digunakan ( lihat tabel 5.7) metoda pabrikasi adalah discribed secara detil pada bagian 14.7. oleh karena bentuk yang axisymmetric (menyangkut) komponen punch dan die ( seperti untuk pembuatan bejana dan kaleng silindris ), mereka dapat dihasilkan pada peralatan seperti pengerjaan dengan mesin kecepatan tinggi pada mesin bubut
computer-controlled.
Peralatan untuk deepdrawing pada umumnya suatu kempa hidrolik atau suatu kempa mekanis kerja ganda, yang belakangan biasa dipergunakan karena lebih tingginya pengoperasian kecepatan. Pada kerja-ganda kempa hidrolik, tekanan dan blankholder dikendalikan dengan bebas. Tekanan mempercepat biasanya mencakup antara 0.1 dan 0.3 m/s
Contoh 16.4 pabrikasi kaleng makanan dan minuman
Produksi kaleng adalah suatu industri yang kompetitif dan utama di dunia industri dengan kira-kira 100-milyar hidangan kaleng dan 30-milyar kaleng makanan diproduksi setiap tahun di Amerika Serikat. Klaeng tersebut kuat dan box biasanya berkisar kurang dari 15 g) dan di bawah suatu tekanan dalam 620 KPA yang dapat diakui dan tanpa kebocoran pada muatannya. Terdapat kebutuhan sulit untuk penyelesaikan permukaan dari kaleng, Karena kaleng yang mengkilap dan dihias lebih disukai daripada atas kaleng yang tidak mengkilap dilihat. Mempertimbangkan semua hal ini , kaleng logam adalah yang sangat murah.
Dapat dibuat dengan biaya kira-kira 40$ setiap1000 kaleng atau sekitar 4 setiap kaleng. Oleh karena itu, ongkos kaleng kosong yang terdapat pada suatu 6pack adalah 24 sen yang mana dikarenakan hal adanya pentingnya mendaur ulang kaleng
Kaleng makanan dan minuman mungkin diproduksi dalam jumlah besar, yang yang paling umum terdiri dari dua potong dan tiga potongan kaleng. dua potongan dapat terdiri dari badan kaleng dan penutup itu ( Gambar16.38a) badan kaleng dibuat dari satu potongan yang telah didrawing dan inored, karenanya industri tersebut praktek dari yang reffering ke gaya sebagai D&I (inored dan drawing) kaleng. Tiga potongan kaleng diproduksi dengan memasang suatu penutup dan suatu alas ke suatu pelat logam badan silindris. Drawing dan ironed badan kaleng diproduksi dari sejumlah campuran logam, yang paling umum adalah 3004-H19 aluminum ( lihat bagian 6.2) dan electrolytic
tin-plated Astm A623 baja. Penutup alumunium digunakan untuk keduanya, baja dan
aluminum kaleng dan memproduksi dari 5182-H19 atau 5182-H48. Penutup menuntut satuan kebutuhan disain, dikarenakan kaleng dihasilkan dengan meninjau ulang gambar.16.38b. Tidak seharusnya kaleng penutup dicapai dengan mudah ( alur yang dibengkokkan di sekitar ), tetapi suatu rivet integral dibentuk dan didahului pada penutup untuk memegang benda pada tempatnya. Alumunium campuran logam 5182 mempunyai karakteristik yang unik karena mempunyai formabilas cukup untuk memungkinkan pembentukan oleh rivet integral tanpa retak dan mempunyai kemampuan untuk dicapai. Penutup kaleng biasanya dicap dari 5182 aluminum lembaran, dibuat dan disegel plastik ditempatkan di sekitar batas luar dari penutup. Polymer lapisan menyegel kaleng contens setelah lidsis mengklem ke badan kaleng, seperti untuk dibuka nantinya..
Metoda yang yang tradisional memproduksi kaleng ditunjukkan pada gambar.16.31. proses dimulai dengan 140-mm titik tengah yang kosong diproduksi dari lembaran yang digulung. Bagian yang kosong ini adalah
( a) drawing dalam ke suatu titik tengah di sekitar 90mm, ( b) lalu didrawing kembali pada titik tengah sekitar 65mm,
( c) lalu diironing sampai dua atau tiga pengerasan dengan alarm waktu, dan (d) Pada bagian bundar untuk kaleng alas, deep-drawing dan operasi pengerasan dilakukan pada suatu jenis khusus tekanan yang secara khas menghasilkan kaleng pada
kecepatan diatas 400 perminute gerakan. berikut rangkaian operasi ini, sejumlah proses tambahan yang dilakukan.
necking badan kaleng dilakukan melalui pemintalan ( bagian 16.9) atau oleh necking die ( suatu pembentukan operasi similiar untuk ditunjukkan pada gambar.15.19a,
dimana suatu bagian yang berbentuk pipa thin-walled ditekan ke dalam ), lalu kemudian memutar flanged. alasan untuk necking tutup kaleng adalah karena aluminum 5182 menggunakan untuk penutup secara relatif lebih mahal untuk itu diperlukan meruncingkam puncak kaleng, suatu volume material lebih kecil diperlukan, dengan demikian mengurangi biaya itu. juga, haruslah dicatat bahwa ongkos suatu kaleng sering dihitung ke untuk kesejuta dolar, karenanya bagaimanapun corak disain yang mengurangi biaya nya akan menjadi pertimbangan oleh industri kompetitif ini.
Rubber Forming
Pada proses ini diuraikan pada bagian yang terdahulu, telah dijelaskan bahwa die biasanya dibuat dari material padat, seperti karbit dan baja. Bagaimanapun, pada karet yang membentuk ( juga mengenal sebagai Guerin proses), salah satu dari die pada seperangkat dibuat dari suatu material fleksibel, yang secara khas suatu lapisan polyurethane. Polyurethanes digunakan secara luas oleh karena
Ketahanan terhadap pengausan
Ketahanan untuk memotong atau menyobek dengan beram atau tepi tajam lain pada pelat logam
tahan lelah (fatiq).
Didalam bending dan embosing pelat logam oleh proses ini, digantikan dengan suatu karet ( gambar 16.39). dicatat bahwa permukaan luar dari lembaran plat logam melindungi dari kerusakan atau scratch, dikarenakan hal tersebut tidak dalam hubungan dengan suatu permukaan yang keras selama pembentukan. Tekanan dalam pembentukan karet biasanya mendekati 10 MPA.
Gambar 16.39 Contoh dari bending & embosing sheet metal punch dan alas fleksibel sebagai female
die
Gambar 16.40 Hydroform ( fluid forming ) proses. Berbeda dengan proses deep drawing, tekanan pada
lengkunang puncak menekan dinding cups melawan punch. Cups ikut dengan punch. Dengan cara ini kemampuan deep drawing ditingkatkan
Gambar 16.41 ( a ) ilustrasi skema dari proses hidroforming pipa ( b ) contoh dari komponen
tube-hidroforming. Otomotif exhaust dan komponen struktur, rangka sepeda, dudukan hidolik dan pneumatik
dibuat melalui proses hydro forming. Sumber : Courtesy of schuler GmBH.
Pada hydroform atau fluit-forming process (gambar 16.40), tekanan lebih pada lapisan karet dikendalikan sepanjang pembentukan siklus dengan suatu tekanan maksimum sampai kepada 100 MPA. Prosedur ini memberikan kendali bagian yang menyangkut selama pembentukan dan mencegah mengerutkan atau menyobek. Penekanan yang sangat dalam dapat diperoleh dibanding dengan penekanan conventioal, sebab tekanan di sekitar selaput karet memaksa cups melawan terhadap tekanan tersebut. Sebagai hasilnya, friksi di punch-cup alat penghubung peningkatan, yang kemudian mengurangi tegangan-tarik yang membujur pada cups dan juga meminimalkan keretakan.
Kendali dari kondisi-kondisi tentang geseran pada karet yang terbentuk, sama seperti dengan pengoperasian yang membentuk lembaran plat lain, dapat faktor kritis di dalam pembuatan komponen dengan bagus . Penggunaan dari pelumas sesuai dan metoda aplikasi mereka juga sangat penting . Pada tube-by yang droforming, pipa logam dibentuk di dalam suatu die dan yang diberi tekanan diterapkan lebih secara luas , menghasilkan pembentukan tabung sederhana seperti halnya berbagai bentuk cekungan kompleks. Komponen yang dibuat oleh proses ini meliputi automotive-exhaust dan komponen struktural yang berbentuk pipa.
Jika terpilih dengan baik , rubber-forming dan proses hydroforming mempunyai keuntungan
( a) kemampuan untuk pembentukan yang kompleks,
( b) pembentukan komponen dengan lembaran plat yang tipis dari berbagai material ( c) fleksibilitas operasi,
( d) penghindaran kerusakan pada permukaan lembaran plat ( e) die rendah pengausan
( f) produk yang dibuat mesin lebih bagus 16.9 SPINNING
Spinning adalah suatu proses yang dimana melibatkan pembentukan dari komponen
perkakas. Suatu proses yang serupa adalah dengan pembentukan keramik pada atas suatu kemudi pembuat barang tembikar.
Conventional spinning. Pada konvensional spinning , suatu lingkaran yang kosong untuk pelat logam preformed atau rata ditempatkan dan dipegang menahan terhadap suatu penekanan dan putaran saat alatnya mengubah bentuk dan membentuk material pada penekanan . Alat yang digunakan mungkin digerakkan dengan tangan atau oleh mekanisme computer-controlled. Proses yang secara khas melibatkan suatu urutan , dan itu memerlukan ketrampilan yang harus dipertimbangkan. Spinning konvensional ini diutamakan untuk yang berbentuk kerucut dan bentuk curvilinear , kalau tidak akan bersifat tidak ekonomis atau sulit untuk menghasilkan. Garis tengah bagian bisa mencakup sampai 6m ( 20ft). Walau memutar preformed pada suhu ruangan , batang-batang rel dan komponen tebal dengan kekuatan tinggi atau ductilas rendah memerlukan penggulungan pada temperatur yang dinaikkan.
Shear spinning. Juga dikenal sebagai power spinning , flow turning,hydrospinning dan
spin forging, operasi ini menghasilkan suatu yang berbentuk kerucut axisymmetric atau curvilinear shape, reducing ketebalan lembaran selama pemeliharaan yang maksimum
pada titik tengah ( Gambar 16.43a). Alat penggulung pembentukan tunggal dapat digunakan,tapi dua alat penggulung lebih baik
Mengimbangi permintaan lebih baik adalah kekuatan bertumpu pada penekanan itu. Komponen khas dibuat adalah ujung roket proyektil dan selubung motor roket. Komponen sampai 3m pada titik tengah dapat dibentuk oleh pemotong besar yang memutar. Operasi ini memboroskan material yang kecil, dan itu dapat diselesaikan di dalam suatu waktu yang pendek, beberapa di antaranya kecil seperti beberapa detik /unit. berbagai bentuk dapat diputar dengan hasil yang dibuat mesin yang sederhana, yang mana biasanya dibuat dari alat baja.
Spinnabilas dari suatu logam pada proses ini biasanya adalah menggambarkan ketika reducation yang maksimum di dalam ketebalan untuk sebagian dapat diperlakukan dengan spinning tanpa retak. Spinnabilas ditemukan untuk; menjadi dihubungkan dengan pengurangan area yang yang dapat diregangkan dari material, sama halnya benda yang tidak digunakan. Begitu, jika suatu logam mempunyai suatu pengurangan area yang yang dapat diregangkan 50% atau yang lebih tinggi , ketebalan nya dapat dikurangi
sebanyak itu . seperti 80% pada orang memutar pass. Karena batang-batang rel dengan ductilas rendah , operasi dilaksanakan pada tingkat temperatur meningkat oleh pemanasan yang kosong di dalam suatu tungku perapian dan pemindahan itu dengan cepat kepada mondrel.
Tabung yang memutar. Di dalam tabung yang memutar, ketebalan dari silindris yang kosong dikurangi atau dibentuk oleh spinnning pada suatu kepadatan, mondrel bulat yang menggunakan gulungan. Pengurangan pada ketebalan permukaan mengakibatkan suatu pipa lebih panjang. Operasi ini mungkin dilaksanakan secara eksternal atau secara internal, berbagai profil internal dan eksternal dapat diproduksi dari
cyllindrical yang kosong dengan ketebalan permukaan yang tetap. Komponen digerakkan
dengan diputar ke depan atau mundur; secara langsung atau tidak dengan tekanan, sebagai descripted. pengurangan ketebalan yang maksimum menggunakan spinning pipa dihubungkan dengan pengurangan area yang dapat diregangkan dari material, karena adanya shear spinning.Pipa memutar dapat digunakan untuk membuat roket, proyektil, dan rancang-bangun pancaran parts,pressures kapal, dan permobilan components,such pada roda/kemudi truk dan mobil