Proses Pembentukan Logam

(1)

peregangan

MP Groover, Dasar-Dasar Bahan, Proses dan Sistem Manufaktur Modern, 4edR.Ganesh Narayanan, IITG Klasifikasi umum proses pembentukan logam Deformasi plastis: Diperlukan tegangan melebihi kekuatan luluh material benda kerja.

Pembentukan logam: Serangkaian besar proses manufaktur di mana material dideformasi secara plastis untuk mengambil bentuk geometri cetakan. Alat yang digunakan untuk deformasi tersebut disebut die, punch, dll.

Tergantung pada jenis prosesnya.

Kategori: Pembentukan logam massal, Pembentukan lembaran logam

Proses pembentukan logam

(2)

R.Ganesh Narayanan, IITG

Klasifikasi proses pembentukan massal dasar

Pembentukan massal: Ini adalah proses deformasi parah yang mengakibatkan perubahan bentuk besar-

besaran. Luas permukaan terhadap volume pekerjaan relatif kecil. Kebanyakan dilakukan dalam kondisi kerja yang panas.

Pengerolan : Pada proses ini benda kerja yang berupa lempengan atau pelat dikompresi di antara dua gulungan yang berputar searah ketebalannya, sehingga ketebalannya berkurang. Gulungan yang berputar menarik lempengan ke dalam celah dan menekannya. Produk akhir berupa lembaran.

Penempaan: Benda kerja dikompresi di antara dua cetakan yang berisi kontur berbentuk. Bentuk cetakan dimasukkan ke bagian akhir.

Ekstrusi: Dalam hal ini, benda kerja dikompresi atau didorong ke dalam lubang cetakan untuk mengambil bentuk lubang cetakan sebagai penampangnya.

Ekstrusi Bergulir

Gambar kawat

Penempaan

Gambar kawat atau batang: mirip dengan ekstrusi, hanya saja benda kerja ditarik melalui lubang cetakan untuk mengambil penampang.

(3)

pencukuran

Pembentukan lembaran: Pembentukan lembaran logam melibatkan operasi pembentukan dan pemotongan yang dilakukan pada lembaran logam, strip, dan gulungan. Rasio luas permukaan terhadap volume logam awal relatif tinggi.

Gambar yang dalam

Pembengkokan

Pembengkokan: Dalam hal ini, bahan lembaran diregangkan dengan cara ditinju untuk menghasilkan bentuk lengkung (bentuk sudut) biasanya pada sumbu lurus.

Gambar dalam (atau cangkir): Dalam operasi ini, pembentukan lembaran logam datar menjadi bentuk berongga atau cekung

seperti cangkir, dilakukan dengan meregangkan logam di beberapa daerah. Pemegang blanko digunakan untuk menjepit blanko pada cetakan, sementara pelubang mendorong ke dalam lembaran logam. Lembaran tersebut ditarik ke dalam lubang cetakan sehingga membentuk rongga.

Shearing: Ini tidak lain adalah pemotongan lembaran dengan tindakan pencukuran.

Alat-alatnya antara lain punch, die yang digunakan untuk mengubah bentuk lembaran.

Klasifikasi proses dasar pembentukan lembaran

(4)

Pengerjaan dingin: Umumnya dilakukan pada suhu ruangan atau sedikit di atas RT.

(1) toleransi yang lebih dekat dapat dicapai; (2) permukaan akhir yang bagus; (3) karena pengerasan regangan, sebagian terlihat kekuatan dan kekerasannya lebih tinggi; (4) aliran butir selama deformasi memberikan

peluang untuk mendapatkan sifat arah yang diinginkan; (5) karena tidak ada pemanasan pada pekerjaan yang terlibat, tungku, bahan bakar, biaya listrik diminimalkan, (6)

Keuntungan dibandingkan dengan pembentukan panas:

Kerja dingin, kerja hangat, kerja panas

Persyaratan pemesinan minimal sehingga kemungkinan pembentukan berbentuk jaring.

Kekurangan: (1) diperlukan kekuatan dan tenaga yang lebih tinggi; (2) pengerasan regangan pada logam kerja membatasi jumlah pembentukan yang dapat dilakukan, (3) terkadang siklus pembentukan dingin-anil-pembentukan dingin harus diikuti, (4) benda kerja tidak cukup ulet untuk dikerjakan dingin.

Keuntungannya: (1) meningkatkan sifat deformasi plastis, (2) gaya yang diperlukan lebih rendah, (3) memungkinkan geometri kerja yang rumit, (4) tahap anil dapat dikurangi.

Pengerjaan hangat: Dalam hal ini, pembentukan dilakukan pada suhu sedikit di

atas suhu kamar tetapi di bawah suhu rekristalisasi. Temperatur kerja diambil 0,3 Tm

dimana Tm adalah titik leleh benda kerja.

(5)

Keuntungan: (1) deformasi plastis yang signifikan dapat terjadi pada sampel, (2)

perubahan bentuk benda kerja yang signifikan, (3) diperlukan gaya yang lebih rendah, (4) material dengan keruntuhan dini dapat dibentuk dalam keadaan panas, (5)

tidak adanya penguatan karena pengerasan kerja.

Pengerjaan panas: Melibatkan deformasi di atas suhu rekristalisasi, antara 0,5Tm hingga 0,75Tm.

Kekurangan: (1) umur alat lebih pendek, (2) penyelesaian permukaan buruk, (3)

akurasi dimensi lebih rendah, (4) oksidasi permukaan sampel

(6)

Penempaan

Buka penempaan cetakan

• Kategori berdasarkan pers:

• Kategori berdasarkan jenis pembentuknya:

Penempaan cetakan terbuka, penempaan cetakan kesan, penempaan tanpa flash

Dalam penempaan cetakan terbuka, benda kerja

dikompresi di antara dua pelat atau cetakan datar, sehingga memungkinkan logam mengalir tanpa hambatan apa pun

dalam arah ke samping relatif terhadap cetakan.

• Kategori berdasarkan suhu : penempaan dingin, hangat, panas

beban tumbukan => palu tempa; tekanan bertahap => penempaan tekan

• Digunakan untuk membuat berbagai komponen berkekuatan tinggi untuk otomotif, ruang angkasa, dan aplikasi lainnya.

Komponen tersebut antara lain poros engkol mesin, batang penghubung, roda gigi, komponen struktur pesawat terbang, bagian turbin mesin jet dll.

• Ini adalah proses deformasi di mana benda kerja dikompresi di antara dua cetakan, menggunakan beban tumbukan atau beban hidrolik (atau beban bertahap) untuk mengubah bentuknya.

permukaan cetakan.

Proses pembentukan massal

MP Groover, Dasar-Dasar Bahan, Proses dan Sistem Manufaktur Modern, 4ed R.Ganesh Narayanan, IITG

(7)

kesan die forging

Dalam penempaan tanpa flash, benda kerja dibatasi sepenuhnya di dalam cetakan dan tidak ada flash yang dihasilkan. Jumlah benda kerja awal yang digunakan harus dikontrol secara akurat agar sesuai dengan volume rongga cetakan.

penempaan tanpa flash

Dalam penempaan cetakan cetakan, permukaan cetakan mempunyai bentuk yang diberikan pada benda kerja selama kompresi, sehingga membatasi aliran logam secara signifikan. Ada beberapa material tambahan yang terdeformasi di luar cetakan die yang disebut flash. Ini akan dipangkas nanti.

(8)

Dalam kondisi ideal, di mana tidak ada gesekan antara permukaan billet dan die, terjadi deformasi homogen. Dalam hal ini, diameternya bertambah secara merata di sepanjang ketinggiannya.

Dalam kondisi ideal, ÿ = ln (ho / h). h akan sama dengan hf pada akhir kompresi, ÿ akan maksimum untuk keseluruhan pembentukan. Juga F = ÿf A digunakan untuk mencari gaya yang diperlukan untuk menempa, di mana ÿf adalah tegangan aliran yang sesuai dengan ÿ pada tahap pembentukan tersebut.

Pada dasarnya tinggi berkurang dan diameter bertambah.

Contoh paling sederhana dari penempaan cetakan terbuka adalah kompresi billet antara dua bagian cetakan datar seperti uji kompresi. Ini juga dikenal sebagai penempaan yang menjengkelkan atau kesal.

Kompresi parsial Kompresi selesai Mulai dari kompresi

Buka penempaan cetakan

MP Groover, Dasar-Dasar Bahan, Proses dan Sistem Manufaktur Modern, 4ed

(9)

Kompresi selesai

Dimana Kf = faktor bentuk tempa, ÿ = koefisien gesek, D = diameter benda kerja, h = usaha R. Ganesh Narayanan, IITG

Kompresi parsial Mulai

dari kompresi

tinggi potongan

Pada penempaan sebenarnya, evaluasi gaya yang akurat dilakukan dengan menggunakan, F = Kf ÿf A dengan mempertimbangkan pengaruh gesekan dan rasio D/ h . Di Sini,

antarmuka. Suhu juga akan mempengaruhi fenomena bareling.

Gesekan ini melawan pergerakan billet di permukaan. Hal ini disebut dengan efek bareling.

Dalam operasi penempaan sebenarnya, deformasi tidak akan homogen karena terjadi penonjolan karena adanya gesekan pada antarmuka die-billet.

Efek bareling akan signifikan seiring dengan meningkatnya rasio diameter terhadap tinggi (D/ h) benda kerja, karena area kontak yang lebih besar pada billet-die.

ÿ H 0,4ÿ1ÿ D

Kf

(10)

ÿ1 ÿ0 ÿ2 ÿ2 > ÿ1

dengan gesekanSilinder memiliki h/ D <2 R. Kompresi tanpa gesekan Ganesh Narayanan, IITG

Silinder panjang: h/ D >2

Beban Kompresi

D/ jam Pengaruh rasio h/ D pada barel:

Pengaruh rasio D/ h terhadap beban:

Kurva gaya beban yang khas pada penempaan cetakan terbuka

(11)

Dalam operasi multi tahap, rongga cetakan terpisah diperlukan untuk perubahan bentuk. Pada tahap awal terlihat distribusi sifat dan struktur mikro yang seragam. Pada tahap akhir, modifikasi bentuk sebenarnya diamati. Saat penempaan jatuh digunakan, beberapa pukulan palu mungkin diperlukan untuk setiap langkah.

Pada tahap peralihan, billet awal mengalami deformasi sebagian sehingga menghasilkan bentuk yang menggembung.

panggung

Tahap Akhir Menengah dengan formasi flash

Tahap awal

Penempaan cetakan tertutup disebut penempaan cetakan cetakan yang dilakukan pada cetakan yang mempunyai kesan yang akan diberikan pada benda kerja melalui pembentukan.

Selama penutupan penuh cetakan, cetakan terisi penuh dengan billet yang terdeformasi dan selanjutnya keluar dari cetakan untuk membentuk flash.

Penempaan mati tertutup

(12)

Sekarang sulit untuk memilih nilai tegangan aliran yang tepat karena regangan bervariasi di seluruh benda kerja untuk bentuk yang kompleks dan karenanya kekuatannya bervariasi. Terkadang kekuatan rata-rata digunakan. Kf digunakan

untuk merawat berbagai bentuk bagian. Tabel menunjukkan nilai khas Kf yang digunakan untuk perhitungan gaya. Dalam pengerjaan panas, digunakan tegangan aliran yang

sesuai pada suhu tersebut.

Persamaan di atas diterapkan untuk mencari gaya maksimum selama operasi,

karena beban inilah yang akan menentukan kapasitas mesin press yang diperlukan yang digunakan dalam operasi penempaan.

F = Kf ÿf A

Dimana F adalah gaya maksimum dalam operasi; A adalah luas proyeksi bagian termasuk flash, ÿf adalah tegangan aliran material, Kf adalah faktor bentuk tempa.

Rumus yang digunakan pada open die forging tadi dapat digunakan pada close die

forging, yakni:

(13)

Untuk meningkatkan efisiensi penempaan cetakan tertutup, dikembangkan penempaan presisi yang dapat menghasilkan penempaan dengan bagian tipis, geometri

lebih kompleks, toleransi lebih dekat, dan penghapusan tunjangan pemesinan. Dalam operasi penempaan presisi, terkadang pemesinan dihilangkan sepenuhnya yang disebut penempaan bentuk hampir bersih.

Pemesinan umumnya diperlukan untuk mencapai akurasi yang dibutuhkan. Geometri dasar suatu bagian diperoleh dari proses penempaan, dengan pemesinan selanjutnya dilakukan pada bagian-bagian yang memerlukan finishing presisi seperti lubang,

benang, dll.

Impresi die forging tidak mampu membuat objek menjadi dekat dengan toleransi.

(14)

Tiga tahap penempaan tanpa flash ditunjukkan di bawah ini:

Dalam penempaan tanpa flash, yang terpenting adalah volume benda kerja harus sama dengan ruang di rongga cetakan dalam toleransi yang sangat dekat.

Jika ukuran billet terlalu kecil maka rongga tidak akan terisi.

Jika ukuran billet awal terlalu besar, tekanan yang berlebihan akan menyebabkan kerusakan pada die dan press.

Penempaan tanpa flash

Karena tuntutannya, proses ini cocok untuk membuat geometri bagian yang sederhana dan simetris, dan untuk mengerjakan material seperti Al, Mg dan paduannya.

(15)

Tekanan ram dihilangkan dan sebagian dikeluarkan

Awal siklus

Terkompresi penuh

Meskipun hanya ada sedikit aliran logam dalam pencetakan, tekanan yang diperlukan untuk mereproduksi detail permukaan dalam rongga cetakan setara dengan operasi penempaan cetakan lainnya.

Coining adalah aplikasi sederhana dari penempaan cetakan tertutup di mana detail halus pada cetakan cetakan dicetak pada permukaan atas atau/dan bawah benda kerja .

Pembuatan koin

(16)

Jatuhkan palu

Palu jatuhkan gravitasi - raih energinya

oleh jatuhnya seekor domba jantan yang berat. Kekuatan tumbukan bergantung pada ketinggian

jatuh dan berat domba jantan.

Power drop hammer - mempercepat ram oleh R. Ganesh Narayanan, IITG

Ketika cetakan bagian atas membentur benda kerja, energi tumbukan yang diterapkan menyebabkan bagian tersebut berbentuk rongga cetakan. Terkadang, beberapa pukulan

palu diperlukan untuk mencapai perubahan bentuk yang diinginkan.

Palu penjatuh gravitasi, palu penjatuh daya.

Palu: Palu

beroperasi dengan menerapkan beban tumbukan pada benda kerja. Ini juga disebut sebagai drop hammer, karena cara memberikan energi tumbukan.

Menempa palu, menekan dan mati

udara atau uap bertekanan.

Drop hammer diklasifikasikan menjadi:

(17)

Penempaan mati:

Gaya diberikan pada benda kerja yang ditempa secara bertahap, dan tidak seperti gaya tumbukan.

Pengepres hidrolik :

piston yang digerakkan secara hidrolik digunakan untuk menggerakkan ram.

Pengepresan mekanis:

Dalam pengepresan ini, gerakan memutar motor penggerak diubah menjadi gerakan translasi ram. Mereka beroperasi dengan menggunakan eksentrik, engkol, atau sambungan buku jari. Pengepresan mekanis biasanya menghasilkan gaya yang sangat tinggi pada

bagian bawah langkah penempaan.

Menekan:

Pengepres sekrup :

menerapkan gaya dengan mekanisme sekrup yang menggerakkan ram vertikal.

Penggerak sekrup dan penggerak hidrolik beroperasi pada kecepatan ram yang relatif rendah.

(18)

Sudut draft:

Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan pelepasan bagian setelah pengoperasian selesai.

3° untuk bagian Al dan Mg; 5° hingga 7° untuk bagian baja.

Draft:

Ini adalah jumlah lancip yang diberikan pada sisi bagian yang diperlukan untuk melepaskannya dari cetakan.

Garis perpisahan:

Garis perpisahan membagi dadu atas dan dadu bawah. Dengan kata lain, ini adalah bidang tempat bertemunya dua bagian cetakan. Pemilihan garis perpisahan mempengaruhi aliran

butir pada bagian tersebut, beban yang dibutuhkan, dan pembentukan kilatan.

Jaring dan rusuk:

Merupakan bagian tipis dari penempaan yang sejajar dan tegak lurus

terhadap garis perpisahan. Kesulitan yang lebih besar terlihat dalam membentuk bagian tersebut karena menjadi lebih tipis.

Jari-jari fillet dan sudut:

Jari-jari kecil membatasi aliran logam dan meningkatkan tekanan pada permukaan cetakan selama penempaan.

Flash:

Peningkatan tekanan karena pembentukan flash dikontrol dengan desain selokan dan flash

land yang tepat.

(19)

Penempaan kesal banyak digunakan dalam industri pengikat untuk membentuk kepala pada paku, baut, dan produk serupa.

Ini adalah operasi deformasi di mana benda kerja berbentuk silinder diperbesar diameternya dengan pengurangan panjangnya. Dalam praktik industri, hal ini dilakukan sebagai penempaan cetakan tertutup.

Penempaan yang kesal:

Operasi penempaan lainnya

Memberi makan benda kerja

Operasi penempaan selesai

Mencengkeram benda kerja dan menarik kembali penahannya

MP Groover, Dasar-Dasar Bahan, Proses dan Sistem Manufaktur Modern, 4ed Gerakan pukulan ke depan

dan menjengkelkan

(20)

Stok batang panjang (benda kerja) dimasukkan ke dalam mesin dengan slide horizontal, ujung stok ditempa, dan potongan dipotong dengan panjang yang sesuai untuk membuat produk yang diinginkan. Panjang

maksimum yang dapat dipatahkan dalam satu pukulan adalah tiga kali diameter stok kawat awal.

Gambar berikut menunjukkan berbagai operasi pos dengan profil cetakan yang berbeda.

Menuju:

Kepala yang terbentuk di dalam mati saja

Kepala bulat dibentuk dengan pukulan saja Menuju dadu menggunakan penempaan cetakan terbuka

Kepala baut dibentuk oleh die dan punch

(21)

Operasi ini sama dengan swaging, hanya saja pada penempaan radial, cetakan tidak berputar mengelilingi benda kerja,

melainkan benda kerja diputar saat dimasukkan ke dalam cetakan palu.

Penempaan radial:

Swaging dengan profil die yang berbeda Bergoyang

Swaging digunakan untuk memperkecil diameter tabung atau batang di ujung benda

kerja untuk membuat bagian yang meruncing. Secara umum, proses ini dilakukan dengan cara memutar cetakan yang memalu benda kerja dalam arah radial ke dalam untuk

meruncingkannya saat potongan tersebut dimasukkan ke dalam cetakan. Mandrel

diperlukan untuk mengontrol bentuk dan ukuran diameter internal bagian tubular selama swaging.

Swag:

Mengayunkan tepi silinder R.Ganesh Narayanan, IITG

Swaging hingga membentuk alur pada tabung

Pengurangan diameter benda padat Tabung meruncing

(22)

Ini adalah proses pembentukan yang digunakan untuk mengurangi penampang batang silinder atau persegi

panjang dengan melewatkannya melalui serangkaian gulungan berlawanan yang memiliki alur yang sesuai dengan bentuk bagian akhir yang diinginkan. Ini menggabungkan penggulungan dan penempaan, tetapi diklasifikasikan sebagai operasi penempaan.

Penempaan gulungan:

permesinan yang mungkin digunakan untuk menghasilkan bagian yang sama.

Tergantung pada besarnya deformasi, gulungan berputar sebagian. Bagian yang ditempa dengan

gulungan umumnya lebih kuat dan memiliki struktur butiran yang diinginkan dibandingkan dengan bagian lainnya

(23)

R.Ganesh Narayanan, IITG Pekerjaan tersebut ditopang pada cetakan yang lebih rendah.

Karena sumbu kerucut yang miring, hanya sebagian kecil permukaan kerja yang dikompresi pada setiap tahap pembentukan. Saat dadu atas berputar, area yang dikompresi juga ikut berputar.

Karena kontak deformasi parsial pada setiap tahap pembentukan, beban tekan berkurang secara signifikan

Dalam proses ini, pembentukan diberikan pada benda kerja melalui cetakan atas berbentuk kerucut yang secara bersamaan digulung dan ditekan ke dalam benda kerja.

Penempaan orbital:

persyaratan.

(24)

Prosesnya lebih mahal dibandingkan penempaan konvensional dan biasanya ditujukan untuk logam yang sulit ditempa, seperti Ti, superalloy, dan untuk bentuk komponen yang rumit.

Penempaan isotermal:

Ini adalah operasi penempaan panas di mana benda kerja dipertahankan pada suhu

tinggi selama pembentukan. Cetakan tempa juga dipertahankan pada suhu tinggi yang sama.

Dengan menghindari dinginnya benda kerja yang bersentuhan dengan permukaan cetakan yang dingin, logam mengalir lebih mudah dan kebutuhan gaya berkurang.

Prosesnya dilakukan dalam suasana vakum atau inert untuk menghindari oksidasi cepat pada

material cetakan.

(25)

- Struktur butiran dan sifat kekuatan ditingkatkan dalam ekstrusi dingin dan hangat

- Toleransi yang ketat dimungkinkan, terutama pada ekstrusi dingin

Jenis ekstrusi:

Ekstrusi adalah proses pembentukan massal di mana logam kerja dipaksa atau

dikompresi untuk mengalir melalui lubang cetakan untuk menghasilkan bentuk penampang yang diinginkan. Contoh: memeras pasta gigi dari tabung pasta gigi.

- Berbagai macam bentuk dimungkinkan, terutama menggunakan ekstrusi panas Keuntungan :

Ekstrusi

Ekstrusi langsung:

- Billet logam pertama kali dimasukkan ke dalam wadah yang memiliki lubang

cetakan. Seekor domba jantan memampatkan material, memaksanya mengalir melalui lubang cetakan.

Ekstrusi langsung atau maju, Ekstrusi tidak langsung atau mundur

- Beberapa bagian tambahan dari billet akan hadir pada akhir proses yang tidak dapat

diekstrusi dan disebut butt. Ini dipisahkan dari produk dengan memotongnya tepat di

luar pintu keluar cetakan.

(26)

pembukaan. Karena adanya gesekan, diperlukan peningkatan gaya ram yang besar.

- Dalam ekstrusi langsung panas, masalah gesekan meningkat dengan adanya lapisan oksida pada permukaan billet. Lapisan oksida ini dapat menyebabkan cacat pada produk yang diekstrusi.

- Dalam ekstrusi langsung, terjadi gesekan yang signifikan antara permukaan billet dan dinding wadah, karena billet dipaksa meluncur ke arah cetakan.

Ekstrusi langsung

- Untuk mengatasi masalah ini, digunakan blok tiruan antara ram dan billet kerja. Diameter blok tiruan dibuat sedikit lebih kecil dari diameter billet, sehingga lapisan tipis billet yang mengandung lapisan oksida tertinggal di dalam wadah, sehingga produk akhir bebas dari oksida.

(27)

- Karena tidak ada gerakan relatif antara billet dan wadah, tidak ada gesekan pada antarmuka, dan karenanya gaya ram lebih rendah dibandingkan dengan ekstrusi langsung.

- Keterbatasan: kekakuan ram berongga yang lebih rendah, kesulitan dalam menopang produk yang diekstrusi di pintu keluar

Ekstrusi tidak langsung: - Pada jenis ini, cetakan dipasang pada ram dan bukan pada wadah. Saat ram menekan logam, ia mengalir melalui lubang cetakan di sisi ram yang berlawanan arah dengan pergerakan ram.

Bagian berongga seperti tabung dapat dibuat menggunakan pengaturan ekstrusi langsung seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Benda kerja awal dibuat dengan lubang yang sejajar

dengan porosnya. Saat billet dikompresi, material akan mengalir melalui celah antara mandrel dan bukaan cetakan.

Pembuatan bentuk berongga menggunakan ekstrusi langsung

(28)

Analisis sederhana ekstrusi

Distribusi tekanan dan dimensi billet dalam ekstrusi langsung Ekstrusi tidak langsung: billet padat dan billet berongga

(29)

Dimana Yf adalah tegangan aliran rata-rata, dan proses ekstrusi.

adalah nilai regangan maksimum selama

R ÿ

A A

F

0

F

e F

e

0

F

A )

dalam( ) dalam(

A

ÿ ÿ r ÿ

ln( ) A

p ÿ Tahun r ÿ Y

^dalam(

A )

0

F e

Af - CSA dari bagian yang diekstrusi

Regangan sebenarnya dalam ekstrusi pada deformasi ideal (tidak ada gesekan dan kerja berlebihan) diberikan oleh,

A0 - CSA dari billet awal

Dengan asumsi billet awal dan ekstrudat berbentuk bulat. Parameter penting, rasio ekstrusi

(re ), didefinisikan sebagai berikut:

Pada deformasi ideal, tekanan ram yang diperlukan untuk mengeluarkan billet melalui lubang cetakan diberikan oleh,

Di mana

Tekanan aktual untuk ekstrusi akan lebih besar daripada tekanan ideal, karena adanya gesekan antara billet dan cetakan serta billet dan dinding wadah.

Catatan: Tegangan aliran rata-rata diketahui dengan mengintegrasikan persamaan kurva aliran antara nol dan regangan akhir yang menentukan rentang pembentukan

ÿ Y ^ÿ

K ÿ ÿ N

F 1

N

(30)

Persamaan di atas. asumsikan kondisi gesekan geser. Dengan asumsi adanya gesekan pada antarmuka, kita dapat menulis:

ÿ

e X

hal DL

4

hal Dÿ

ÿ

^ÿ ^ÿ

ÿ ÿ ÿ dalam abrab ÿ ÿ

ÿ

Dimana pf adalah tekanan tambahan

yang diperlukan untuk mengatasi gesekan, pe adalah tekanan terhadap dinding wadah

Dimana K adalah kekuatan luluh geser & m = 1

p Yfx ÿ

ÿ

Dalam ekstrusi langsung, dengan asumsi ada gesekan pada antarmuka, kita dapat mencari tekanan ekstrusi sebenarnya sebagai berikut:

gaya gesekan billet-container = gaya ram tambahan untuk mengatasi gesekan tersebut Dimana regangan ekstrusi; a dan b adalah konstanta empiris untuk sudut mati tertentu . Nilai tipikalnya adalah: a = 0,8, b = 1,2 - 1,5.

Ada berbagai persamaan yang digunakan untuk mengevaluasi regangan sebenarnya dan tekanan ram terkait selama ekstrusi. Hubungan berikut yang diusulkan oleh Johnson sangat menarik.

F 0

0 2

e

X

ÿ

KDL ÿ hal D

ÿ

4

F 0

0 2

(31)

Yf

0

pf ÿ Yf

2 K ÿ

kita mendapatkan,

Ini adalah tekanan tambahan yang diperlukan untuk mengatasi gesekan selama ekstrusi.

Asumsi,

Persamaan di atas. memberi,

L adalah panjang billet yang tersisa untuk diekstrusi, dan D0 adalah diameter awal billet. Di sini p berkurang seiring berkurangnya panjang billet yang tersisa selama proses ekstrusi.

Sekarang tekanan ram aktual yang diperlukan untuk ekstrusi langsung diberikan oleh,

Variasi tekanan ram dengan langkah untuk ekstrusi langsung dan tidak langsung ditunjukkan pada Gambar.

L 2

D

D 0

ÿ

KL 4 hal f

Bentuk peningkatan tekanan awal bergantung pada sudut cetakan. Sudut mati yang lebih tinggi menyebabkan peningkatan tekanan yang lebih curam.

0

ÿ

D

ÿ

ÿ ÿ

ÿ p Yfx

^ÿ ^ÿ ÿ

L 2 ÿ

ÿ

(32)

P

ÿ

P

ÿ ÿ

^ÿ

Gesekan yang menempel

Gesekan geser

ÿ ÿ mk

(33)

Gunakan rumus Johnson dengan a = 0,8 dan b=1,5 untuk memperkirakan regangan ekstrusi.

Sebuah billet dengan panjang 75 mm dan diameter 25 mm akan diekstrusi dalam operasi ekstrusi langsung dengan rasio ekstrusi re = 4,0. Ekstrudat memiliki penampang bulat. Sudut mati (setengah sudut) adalah 90°. Logam kerja memiliki koefisien kekuatan 415 MPa,

dan eksponen pengerasan regangan 0,18.

Temukan tekanan yang diterapkan pada ujung billet saat ram bergerak maju.

(34)

Ekstrusi baja dingin:

0

BLJuneja, Dasar-dasar proses pembentukan logam,2ed

ÿ 0,52 ÿ1,32ln R untuk nilai R dari 1 hingga 100 pe /

^ÿ

pe ÿ F Ar 0,262 ( ) (2 ) mm N

ÿ ^ÿ 100

A Aÿ

A

Untuk ekstrusi Al murni, paduan Al-Zn, paduan Al-Zn-Mg dalam kisaran suhu 50- 500°C.

Ekstrusi panas paduan Al:

Rumus empiris untuk tekanan ekstrusi

0,375

2 0,787

Disini R = 1/ (1-r)

0

Dimana Ar = persen pengurangan luas =

pe /

ÿ

ÿ ÿ13ÿ 4,78ln R untuk nilai R dari 100 hingga 1000

2 1

1

di mana 'r' adalah pengurangan relatif luas

F ÿ

Kekuatan luluh baja

Kekuatan hasil timah

(35)

- Dua faktor penting dalam cetakan ekstrusi adalah: sudut cetakan, bentuk lubang.

- Untuk sudut cetakan yang besar, turbulensi aliran logam yang lebih besar terjadi selama reduksi, sehingga meningkatkan gaya ram yang diperlukan.

- Pengaruh sudut mati pada gaya ram adalah fungsi berbentuk U, ditunjukkan pada Gambar.

Jadi, ada sudut mati yang optimal. Sudut optimal bergantung pada berbagai faktor seperti material kerja, suhu billet, dan pelumasan.

-

Untuk sudut cetakan rendah, luas permukaan cetakan besar, mengakibatkan peningkatan gesekan pada antarmuka cetakan-billet. Gesekan yang lebih tinggi menghasilkan gaya ram yang lebih tinggi.

Ekstrusi mati

(36)

k

ÿ ÿ

0,98 0,02 ÿ

ÿ

C

ÿ

ÿ ÿ ÿ

ÿ

C

C C

X

2.2 5

C

-Pengaruh bentuk lubang cetakan dapat dinilai dengan faktor bentuk cetakan, yang didefinisikan sebagai rasio tekanan yang diperlukan untuk mengekstrusi suatu penampang dengan bentuk tertentu relatif

terhadap tekanan ekstrusi untuk penampang melingkar pada area yang sama.

Dimana kx adalah faktor bentuk cetakan pada ekstrusi; Cx adalah keliling penampang yang diekstrusi, dan Cc adalah keliling lingkaran yang luasnya sama dengan bentuk ekstrusi sebenarnya.

- Bentuk lubang cetakan mempengaruhi tekanan ram yang diperlukan untuk melakukan operasi ekstrusi, karena menentukan jumlah pemerasan billet logam.

- Tekanan ekstrusi setara. diturunkan sebelumnya adalah untuk lubang cetakan melingkar.

bervariasi dari 1 hingga 6.

R. Ganesh Narayanan, IITG MP

Groover, Dasar-dasar Bahan, Proses dan Sistem Manufaktur Modern, 4ed

C X

(37)

Sifat penting dari bahan cetakan adalah ketahanan aus yang tinggi, konduktivitas termal yang tinggi untuk menghilangkan panas dari proses.

Untuk ekstrusi dingin - baja perkakas dan karbida disemen.

Untuk ekstrusi panas - baja perkakas dan baja paduan.

Bahan mati

Karbida digunakan ketika diharapkan tingkat produksi yang tinggi, umur cetakan yang

panjang, dan kontrol dimensi yang baik.

(38)

ekstrusi ke depan

Ekstrusi mundur

ekstrusi gabungan

- Ini dilakukan pada kecepatan lebih tinggi dan pukulan lebih pendek. Billet diekstrusi melalui cetakan dengan tekanan tumbukan dan bukan hanya dengan memberikan tekanan.

- Namun dampaknya dapat dilakukan sebagai ekstrusi ke depan, ekstrusi ke belakang, atau kombinasi keduanya.

Ekstrusi dampak:

Proses ekstrusi lainnya

(39)

Ekstrusi hidrostatik

Ekstrusi hidrostatik:

- Keuntungan IE: pengurangan besar dan tingkat produksi tinggi

- Ekstrusi dampak dilakukan sebagai pembentukan dingin. Dinding yang sangat tipis dimungkinkan dengan metode ekstrusi tumbukan ke belakang. Misal: pembuatan tabung pasta gigi, tempat baterai.

(40)

Tidak ada gesekan di dalam wadah karena adanya fluida, dan gesekan diminimalkan pada pembukaan cetakan. Jika digunakan pada suhu tinggi, cairan dan prosedur khusus harus diikuti.

Proses ini juga berlaku untuk logam ulet, dan di sini rasio reduksi yang tinggi dimungkinkan.

Tekanan hidrostatis pada benda kerja dan tidak adanya situasi gesekan meningkatkan

keuletan material. Oleh karena itu proses ini dapat digunakan pada logam yang terlalu rapuh untuk metode ekstrusi konvensional.

Dalam ekstrusi hidrostatik, billet dikelilingi dengan cairan di dalam wadah dan cairan tersebut diberi tekanan oleh gerakan maju ram.

Persiapan billet awal pekerjaan itu penting. Billet harus dibentuk dengan lancip di salah satu ujungnya agar pas dengan sudut masuk cetakan, sehingga berfungsi sebagai penutup

untuk mencegah kebocoran cairan melalui lubang cetakan di bawah tekanan.

(41)

Retak permukaan: Cacat ini disebabkan oleh suhu benda kerja yang tinggi yang menyebabkan timbulnya retakan pada permukaan.

- Ini adalah retakan internal yang timbul akibat tekanan tarik di sepanjang sumbu tengah benda kerja selama ekstrusi.

Pergerakan material yang besar pada daerah luar akan menarik material sepanjang pusat pekerjaan. Melewati batas kritis, terjadi ledakan.

Piping: Ini adalah pembentukan lubang wastafel di ujung billet.

Hal ini diminimalkan dengan penggunaan blok tiruan yang diameternya sedikit lebih kecil dari diameter billet.

Perpipaan

Retak permukaan

ledakan tengah

R.Ganesh Narayanan, IITG - Kondisi yang menyebabkan cacat ini adalah: sudut cetakan yang lebih tinggi, rasio ekstrusi yang rendah, dan pengotor pada logam kerja. Ini juga disebut sebagai cracking Chevron.

ledakan tengah:

Hal ini juga terjadi pada kecepatan ekstrusi yang lebih tinggi, yang menyebabkan laju regangan dan timbulnya panas yang tinggi. Gesekan yang lebih

tinggi pada permukaan dan pendinginan permukaan billet bersuhu tinggi dalam ekstrusi panas juga menyebabkan cacat ini.

Cacat selama ekstrusi

(42)

Kawat, batang, gambar batang

Perbedaan antara gambar kawat dan gambar batang:

Ukuran stok awal:

- Dalam proses pembentukan massal ini, kawat, batang, batang ditarik melalui lubang cetakan sehingga mengurangi luas penampangnya.

Kawat, batang, gambar batang

- Perbedaan mendasar antara gambar batang dan gambar kawat adalah ukuran stok yang digunakan untuk pembentukan. Gambar batang ditujukan untuk batang dan batang berdiameter besar, sedangkan gambar kawat ditujukan untuk batang berdiameter kecil. Ukuran kawat sekitar 0,03 mm diproduksi dalam gambar kawat.

(43)

- Penggambaran batang umumnya dilakukan dalam satu tahap operasi, dimana stok ditarik melalui satu bukaan cetakan. Batang-batang saluran masuk berbentuk lurus dan tidak berbentuk kumparan, sehingga membatasi panjang pekerjaan yang dapat ditarik. Ini memerlukan operasi tipe batch.

Tahapan pengoperasian:

- Sebaliknya, kawat diambil dari kumparan yang terdiri dari beberapa ratus meter kawat dan ditarik melalui serangkaian cetakan. Jumlah cetakan bervariasi antara 4 dan 12. Hal ini disebut sebagai 'gambar kontinu' karena lamanya proses produksi yang dicapai dengan kumparan kawat. Segmen- segmen tersebut dapat dilas ke bagian berikutnya untuk membuat pengoperasian benar-benar berkelanjutan.

(44)

df

0

F

Pada deformasi ideal, tegangan yang diperlukan dalam penarikan kawat diberikan oleh,

Di Sini adalah tegangan aliran rata-rata Disini r = (A0 – Af ) / A0

,

sesuai dengan ÿ yang disebutkan dalam persamaan di atas.

Untuk mempertimbangkan pengaruh sudut mati dan koefisien gesekan terhadap tegangan tarik, Schey mengajukan persamaan lain seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

0

F

ÿ

kamu ÿ ÿ ÿ

berjemur dalam( )A

ÿ ÿ

1 ÿ ÿ

ÿ

A

ÿ ) ÿ

ÿ

dalam( ) dalam(

1

Sebuah 1

A

ÿ

R

A

ÿ dalam( ÿ Y

A )

Regangan sebenarnya pada gambar kawat pada deformasi ideal (tidak ada gesekan dan kerja berlebihan) diberikan oleh,

Analisis sederhana gambar kawat

Yf

F D

0 F

ÿ Y ÿ

K

1 ÿ N

F

N

(45)

Di sini D adalah diameter rata-rata benda kerja, LC adalah panjang kontak benda kerja dengan cetakan yang diberikan oleh,

0 F F

C

0

Lc

R.Ganesh Narayanan, IITG ÿ 0,88ÿ 0,12

D

ÿ

2dosaÿ

D ;L

DD ÿ

DD

2

ÿ

Daya yang dibutuhkan untuk menarik diperoleh dengan mengalikan gaya tarik dengan

kecepatan keluar benda kerja

Kawat ditarik melalui cetakan imbang dengan sudut masuk 15°. Diameter awal 2,5 mm dan diameter akhir 2 mm. Koefisien gesekan pada antarmuka benda kerja-mati adalah 0,07.

Akhirnya gaya tarik diberikan oleh, F = Afÿd

Berikut adalah istilah yang menjelaskan deformasi tidak homogen yang ditemukan oleh persamaan berikut. untuk penampang bulat.

Logam tersebut memiliki koefisien kekuatan K = 205 MPa dan eksponen pengerasan regangan n = 0,2. Tentukan tegangan tarik dan gaya tarik pada operasi ini.

ÿ

(46)

1 A

R

)

dalam( 1 ^ÿ

A Y

ÿ

) Y

_dalam(

Y

A

ÿ

Y

A

ÿ

)

ÿ

dalam(

0 D

F F

F

0

Asumsikan bahan plastis sempurna (n = 0), tidak ada gesekan dan kerja mubazir, maka,

Peningkatan reduksi, peningkatan tegangan tarik.

Jika pengurangannya cukup besar,

tegangan tarik akan melebihi kekuatan luluh material.

Kemudian kawat hanya akan memanjang dan bukan material baru yang ditarik ke dalam lubang cetakan.

Agar operasi penarikan kawat

berhasil, tegangan penarikan harus lebih kecil dari kekuatan luluh logam yang ditarik.

Hal ini memberikan kondisi bahwa pengurangan maksimum yang mungkin, rmax adalah yang berarti itu

Pengurangan maksimum per pass

rmax = 0,632

(batas maksimum teoritis)

0

F

Analisis ini mengabaikan efek gesekan dan kerja berlebihan, yang selanjutnya akan mengurangi nilai maksimum, dan pengerasan regangan, yang akan meningkatkan pengurangan maksimum karena kawat lebih kuat dari logam awal. Pengurangan sebesar 0,5-0,3 per pass

tampaknya dapat dilakukan dalam operasi industri.

1

ÿ ) 1

R

Sebuah 1

dalam( ) dalam(

ÿ

A

ÿ

(47)

Bilah gambar demi bangku gambar

Peralatan menggambar

Gambar kawat yang terus menerus

(48)

Permukaan bantalan atau tanah, menentukan ukuran benda kerja akhir yang digambar.

Terakhir, relief belakang adalah zona keluar. Dilengkapi dengan sudut relief belakang (setengah sudut) sekitar 25-30°.

Daerah pendekatan adalah tempat terjadinya operasi

penarikan. Berbentuk kerucut dengan sudut (setengah sudut) biasanya berkisar antara 6° hingga 20°.

Daerah masuknya umumnya berupa mulut berbentuk lonceng yang tidak bersentuhan dengan benda kerja. Fungsinya untuk menampung dan mendorong pelumas ke dalam die dan mencegah keausan pada permukaan kerja dan die

Menggambar mati

(49)

tongkat

Mati

Mati Tabung

Mandrel

(d) Gambar tabung dengan mandrel mengambang (c) Gambar tabung dengan mandrel tetap

Operasi ini digunakan untuk mengurangi diameter atau ketebalan dinding tabung dan pipa tanpa sambungan.

Menggambar tabung dapat dilakukan dengan atau tanpa mandrel. Metode paling sederhana tidak menggunakan mandrel dan digunakan untuk pengurangan diameter yang disebut tube sinking.

Namun diameter dalam dan ketebalan dinding tidak dapat dikontrol. Jadi mandrel diperlukan.

Gambar tabung

(a) Gambar batang

(b) Gambar tabung tanpa mandrel (TUBE SINKING)

Tabung

Mati Mati Tabung

Kekuatan tarik Kekuatan tarik

Mandrel mengambang

(50)

Panjang batang penyangga membatasi panjang tabung yang dapat ditarik.

Menggunakan mandrel tetap: Dalam hal ini, mandrel dipasang pada batang penyangga yang panjang untuk mengontrol diameter dalam dan ketebalan dinding selama pengoperasian.

Menggunakan sumbat apung: Seperti namanya, mandrel mengapung di dalam tabung dan bentuknya dirancang sedemikian rupa sehingga menemukan posisi yang sesuai di zona

reduksi cetakan. Tidak ada batasan panjang dalam hal ini seperti yang terlihat pada mandrel

tetap.

(51)

Terminologi penting: Bloom:

Memiliki penampang persegi 150 mm x 150 mm atau lebih.

Bergulir datar

Billet: Digulung dari mekar dan berbentuk persegi dengan dimensi sisi 40mm atau lebih.

Pelat: Digulung dari batangan atau batangan dan mempunyai penampang persegi panjang dengan lebar 250 mm atau lebih dan tebal 40 mm atau lebih.

Pengerolan adalah suatu proses pembentukan logam dimana ketebalan benda kerja dikurangi dengan gaya tekan yang diberikan oleh dua gulungan yang berputar berlawanan arah. Penggulungan datar ditunjukkan pada gambar. Demikian pula bentuk penggulungan juga dimungkinkan seperti penampang persegi dibentuk menjadi bentuk seperti balok I, balok L.

Bergulir

(52)

Lembaran digulung menjadi pelat, lembaran, dan strip. Pelat canai panas umumnya digunakan dalam pembuatan kapal, jembatan, boiler, struktur las untuk berbagai mesin berat, dan

banyak produk lainnya.

Bunga digulung menjadi bentuk struktural seperti rel untuk rel kereta api.

Billet digulung menjadi batangan, batangan. Mereka menjadi bahan mentah untuk permesinan, penarikan kawat, penempaan, ekstrusi, dll.

(53)

Keuntungan penting adalah bahwa permukaan lembaran canai dingin tidak mengandung sisik dan umumnya lebih unggul dari produk canai panas yang bersangkutan.

Pelat dan lembaran selanjutnya dikurangi ketebalannya dengan pengerolan dingin untuk memperkuat logam dan memungkinkan toleransi ketebalan yang lebih ketat.

Kemudian lembaran canai dingin digunakan untuk stempel, panel eksterior, dan bagian lain yang digunakan dalam industri otomotif, ruang angkasa, dan peralatan rumah tangga.

(54)

0 0 0 fff fff twl ÿ twl

Disini wo dan wf adalah lebar pekerjaan awal dan akhir, l0 dan l adalah panjang pekerjaan awal dan akhir.

vo dan vf adalah kecepatan masuk dan keluar pekerjaan.

F

duav ÿ duav 0 0 0

Pengurangan ketebalan diukur dengan draft yang diberikan oleh,

Draf juga didefinisikan sebagai, r = d / t0 . Di sini r adalah reduksi.

adalah ketebalan awal dan ketebalan akhir lembaran yang digunakan di sini t0 dan t

bergulir.

Selama penggulungan, lebar benda kerja bertambah yang disebut penyebaran.

Pada pengerolan datar, ketebalan pelat dikurangi dengan menekan antara dua gulungan.

d = t0 – tf

Skema penggulungan datar ditunjukkan pada slide sebelumnya. Ini melibatkan penggulungan lembaran, pelat yang memiliki penampang persegi panjang yang lebarnya lebih besar dari ketebalannya.

Analisis sederhana penggulungan strip datar

Ini akan menjadi besar bila kita memiliki rasio lebar terhadap ketebalan yang rendah dan koefisien gesekan yang rendah.

Dalam penggulungan strip, dan karenanya

F

(55)

Namun, ada satu titik atau zona sepanjang busur kontak dimana kecepatan kerja sama dengan kecepatan roll. Ini disebut

titik no-slip, atau titik netral.

Gulungan bersentuhan dengan lembaran penggulung sepanjang busur yang ditentukan oleh sudut ÿ. Tiap gulungan mempunyai jari-jari R dan kecepatan permukaannya vr . Kecepatan ini berada di antara kecepatan masuk dan keluar.

vf adalah kecepatan akhir, vr adalah kecepatan roll

S

ay ÿ

ay

ÿ

Di kedua sisi titik netral, terjadi selip dan gesekan antara gulungan dan lembaran. Jumlah slip antara gulungan dan lembaran dapat diukur dengan slip ke depan, S,

Pada penggulungan strip, lebarnya tidak akan banyak berubah setelah

digulung. Dari persamaan sebelumnya terlihat bahwa kecepatan keluar vf lebih besar dari kecepatan masuk v0 . Faktanya, kecepatan lembaran yang digulung terus meningkat dari masuk ke keluar.

F R

R

(56)

ÿ 1 Y

K

ÿ

ÿ N

maks

2 F

N

Pada sisi masuk titik netral, gaya gesekan searah, dan seterusnya

Batas maksimum sarat maksimum yang dapat dicapai pada pengerolan datar diberikan oleh,

Regangan sebenarnya digunakan untuk mencari tegangan aliran rata-rata (Yf ) dan daya gelinding selanjutnya, gaya.

Regangan sebenarnya selama penggulungan diberikan oleh,

Gaya gesek pada sisi masuk lebih besar, sehingga gaya total menarik lembaran melewati gulungan. Kalau tidak, penggulungan tidak akan mungkin terjadi.

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa jika gesekan adalah nol, gaya tariknya juga nol, dan operasi penggulungan tidak mungkin dilakukan.

sisi yang lain berlawanan arah, yaitu gaya gesekan bekerja menuju titik netral. Namun kedua kekuatan tersebut tidak seimbang.

ÿ ÿ R

D

F

dalam( )0 ÿ

T T

ÿ

(57)

F ÿ Yf wL

Daya guling yang diperlukan untuk dua rol bertenaga diberikan oleh, P = (2ÿN)FL (watt)

suhu kerja.

wL adalah area kontak Gaya roll (F) dihitung dengan,

Panjang kontak (diproyeksikan) diperkirakan dengan, ,

Pengerolan panas ditandai dengan kondisi gesekan pelekatan, dimana

permukaan benda kerja yang panas menempel pada gulungan pada daerah kontak.

Kondisi ini sering terjadi pada penggulungan baja dan paduan suhu tinggi.

Saat terjadi pelekatan, koefisien gesekan bisa mencapai 0,7.

Dalam cold rolling, nilainya adalah app. 0,1, dalam pengerolan hangat, nilai tipikalnya adalah sekitar 0,2; dan dalam pengerolan panas, nilainya sekitar 0,4.

Koefisien gesekan pada pengerolan tergantung pada pelumasan, bahan kerja, dan

0 f

L ÿ R t ÿt ( )

(58)

ÿ ÿ

Fw pdL

Variasi khas dalam tekanan gulungan sepanjang panjang kontak dalam penggulungan datar Luas di bawah kurva, gaya

gelinding, F,

0 L

(59)

kecepatan putar 50 putaran/menit. Bahan kerja mempunyai kurva aliran yang ditentukan oleh K = 275 MPa dan n = 0,15, dan koefisien gesekan antara gulungan dan usaha adalah 0,12. Tentukan apakah gesekan cukup untuk memungkinkan terjadinya operasi penggulungan. Jika demikian, hitunglah gaya roll, dan tenaga kuda (atau tenaga rolling).

masing-masing radius 250 mm. Ketebalan kerja harus dikurangi menjadi 22 mm dalam sekali lintasan pada a Strip selebar 300 mm, tebal 25 mm, diumpankan melalui rolling mill dengan dua gulungan bertenaga

Kesimpulan dari persamaan: Gaya pengerolan strip dan/atau daya pada lebar dan bahan kerja tertentu dapat

dikurangi dengan metode berikut: (1) menggunakan pengerolan panas daripada pengerolan dingin untuk mengurangi kekuatan dan pengerasan regangan (K dan n) dari bahan kerja; (2) pengurangan draft pada setiap rolling pass; (3) menggunakan radius gulungan 'R' yang lebih kecil untuk mengurangi gaya; dan (4) menggunakan kecepatan putaran 'N' yang lebih rendah untuk mengurangi tenaga.

(60)

Dua pabrik penggilingan tinggi

R.Ganesh Narayanan, IITG Diameter gulungan:

0,6 hingga 1,4 m

Two high rolling mill: Rolling mill jenis ini terdiri dari dua gulungan yang berputar berlawanan arah.

Pabrik non-balik: gulungan hanya berputar dalam satu arah, dan pelat selalu bergerak dari sisi masuk ke sisi keluar.

Jenis: membalikkan atau tidak membalikkan.

Pabrik penggilingan

Pabrik pembalik: arah putaran gulungan dibalik, setelah setiap lintasan, sehingga pelat dapat dilewati di kedua arah. Hal ini memungkinkan pengurangan terus menerus

dilakukan melalui pasangan gulungan yang sama.

(61)

Tiga pabrik penggilingan tinggi

Empat pabrik penggilingan tinggi

R.Ganesh Narayanan, IITG Empat rolling mill tinggi: Ini terdiri dari dua gulungan kecil untuk pengurangan ketebalan dan dua gulungan pendukung besar untuk menopang gulungan kecil.

Kerugian: diperlukan mekanisme otomatis untuk menggeser pelat

Gulungan pendukung yang besar diperlukan untuk mengurangi defleksi elastis gulungan kecil ketika lembaran melewati antara gulungan tersebut.

Dua gulungan teratas akan digunakan untuk reduksi pertama dan lembaran digeser ke dua gulungan terbawah dan reduksi selanjutnya

dilakukan. Siklus ini berlanjut hingga pengurangan aktual tercapai.

Tiga gilingan penggilingan tinggi: Dalam hal ini, ada tiga gulungan yang satu di atas yang lain. Pada saat yang sama, untuk single pass, dua gulungan akan digunakan. Arah putaran tidak akan diubah dalam kasus ini.

Gulungan yang kecil akan mengurangi gaya gulungan yang diperlukan karena bidang kontak gulungan dengan lembaran akan berkurang.

(62)

Ini terdiri dari serangkaian stasiun rolling dengan urutan 8 sampai 10. Di setiap stasiun, pengurangan ketebalan diberikan pada lembaran. Dengan setiap stasiun rolling, kecepatan kerja meningkat.

Pabrik penggilingan tandem:

Ini sepenuhnya digunakan dalam praktik industri, bersamaan dengan operasi pengecoran kontinyu.

Hal ini mengakibatkan pengurangan ruang lantai, waktu tunggu produksi yang lebih pendek.

Pabrik penggilingan tandem Pabrik penggilingan cluster Cluster rolling mill: Ini menggunakan gulungan yang lebih kecil untuk menggulung

(63)

Ini digunakan untuk produksi massal bagian berulir eksternal seperti baut dan sekrup.

Cincin bergulir

Penggulungan benang digunakan untuk membuat benang pada bagian silinder dengan cara menggulungnya di antara dua cetakan seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Penggulungan benang

Ring rolling adalah proses pembentukan di mana bagian cincin berdinding tebal dengan diameter lebih kecil digulung menjadi cincin berdinding tipis dengan diameter lebih besar.

Saat cincin berdinding tebal dikompresi, material yang terdeformasi memanjang, sehingga diameter cincin membesar.

Aplikasi: balapan bantalan bola dan rol, ban baja untuk roda kereta api, cincin untuk pipa, bejana tekan, dan mesin berputar

(64)

Cincin bergulir

Penyelesaian proses (berdinding tipis, diameter besar) Awal proses ( berdinding

tebal, diameter kecil)

(65)

Aligator

Pengurangan ringan Pengurangan berat

Retak Cacat tepi

Kegelisahan

Cacat pada penggulungan strip

GEDieter, Metalurgi Mekanik

(66)

Melibatkan deformasi plastis lembaran seperti gambar dalam, pemotongan, pembengkokan, hemming, flanging, pengeritingan, pembentukan regangan/peregangan, stamping, dll.

Pembentukan lembaran:

pembengkokan V Pembengkokan tepi

Operasi pembentukan lembaran

pencukuran

(67)

mengelim jahitan

menyusut flanging

Flensa regangan flensa lurus

keriting

(68)

Gambar dalam cangkir R. Ganesh Narayanan, IITG Operasi pembengkokan lainnya

(69)

Tahapan dalam menggambar dalam:

Db – diameter kosong

cÿ1.1t

Fh – kekuatan penahan

F – gaya tarik

Jarak bebas 'c' didefinisikan sama dengan 10% lebih besar dari ketebalan lembaran 't'. Jika jarak antara cetakan dan pelubang kurang dari ketebalan lembaran, maka dilakukan

penyetrikaan.

Rd – radius sudut mati Rp – radius sudut pukulan Dp – diameter pukulan c – izin

(i) Saat pelubang mendorong lembaran, lembaran tersebut mengalami operasi

pembengkokan. Pembengkokan lembaran terjadi pada sudut pelubang dan sudut cetakan.

Batas luar blanko bergerak sedikit ke dalam menuju pusat cangkir.

Gambar dalam cangkir

Ini adalah operasi pembentukan lembaran, di mana lembaran ditempatkan di atas bukaan

cetakan dan didorong dengan pukulan ke dalam bukaan. Lembaran tersebut dipegang rata pada permukaan cetakan dengan menggunakan dudukan kosong.

(70)

(iii) Gesekan antara lembaran dan cetakan, permukaan dudukan kosong membatasi pergerakan

lembaran ke dalam bukaan cetakan. Gaya penahan kosong juga mempengaruhi pergerakan. Pelumas atau senyawa penarik umumnya digunakan untuk mengurangi gaya gesekan.

(iv) Selain gesekan, kompresi terjadi pada tepi lembaran. Karena kelilingnya berkurang, lembaran tersebut dimasukkan ke dalam lubang cetakan. Karena volume tetap konstan, dengan berkurangnya keliling, terjadi penebalan di tepinya.

di wilayah izin pada tahap ini, sehingga akan menjadi wilayah dinding cangkir. Untuk mengimbangi keberadaan lembaran di dinding cangkir, lebih banyak logam akan ditarik dari tepi lembaran, yaitu, lebih banyak

logam yang bergerak ke dalam bukaan cetakan.

(ii) Pada tahap ini, bagian lembaran yang tertekuk pada sudut cetakan akan diluruskan

Pada lembaran tipis, hal ini tercermin dalam bentuk kerutan. Hal ini juga terjadi pada kasus gaya penahan blanko yang rendah. Jika BHF sangat kecil, terjadi kerutan. Jika tinggi, hal ini akan mencegah lembaran mengalir dengan baik menuju lubang cetakan, yang mengakibatkan lembaran meregang dan robek.

(v) Bagian cangkir terakhir akan mengalami penipisan pada dinding sampingnya.

(71)

Tahapan dalam menggambar cangkir dalam

(72)

R.Ganesh Narayanan, IITG Punch force-stroke untuk cup deep drawing: kontribusi

dari tiga faktor penting

Penyetrikaan dilakukan di akhir

proses setelah dinding cangkir mencapai ketebalan maksimum

Meningkat seiring bertambahnya regangan karena pengerasan regangan

Gaya gesekan mencapai puncaknya lebih awal dan kemudian menurun seiring dengan

berkurangnya area kontak antara lembaran dan BH

GEDieter, Metalurgi Mekanik

(73)

R

D DD ÿ

ÿ

Nilai pembatas: DR ÿ 2; R ÿ 0,5

P B

Nilai batas untuk operasi tertentu bergantung pada jari-jari sudut pukulan dan cetakan, kondisi gesekan, kedalaman tarikan, dan kualitas keuletan seperti lembaran logam, derajat arah sifat kekuatan logam.

Reduksi, R, didefinisikan sebagai,