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.
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
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
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
Jenis-jenis mesin press
Pengertian Press Tool
Press Tool adalah peralatan yang mempunyai prinsip kerja penekanan dengan melakukan pemotongan
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:
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.
· 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
a. Pierching
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
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).
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.
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.
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)
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.
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
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
Dalam perencanaan ini dibutuhkan dasar-dasar perhitungan yang menggunakan teori dan rumus-rumus tertentu. Adapun teori dan rumus-rumus tersebut antara lain :
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
Untuk menentukan gaya blanking ini dapat diketahui dengan menggunakan rumus :
Ft = 0,8 ´ U ´ t ´ s t (N) d. Gaya Forming (Deep Drawing)
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 Dimana:
Fps = Gaya pegas stipper (N) F = Gaya Total (N)
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 :
F = Gaya pegas (N) m = Massa bahan (kg)
g = Gravitasi bumi (9,81 m/s2)
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 :
H = Tebal Die (mm)
g = Gravitasi bumi (9,81 m/det2)
F = Gaya total (N)
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 :
Fb = E · I min · π ² ………( Budiarto. 2001,hal 81 ) S²
Dimana :
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
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
k. Rumus titik berat gaya Dimana :
