PERANCANGAN PRESS TOOL PEMBENTUK TERMINAL ACCU

Untuk merancang press tool pembentuk terminal accu, kami menggunakan sebuah Press tool dengan sistem progresive :Proses 1 (Embosing) Proses 2 (Piercing) Proses 3 (Blanking)

PERHITUNGAN MATEMATIS PADA PRESSTOOL

1. CLEARANCEBerdasrkan bahan yg di pakai yaitu mildsteel, maka beesarnya clearance pemotongan dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Us = (4,5 %-7,5%) x t (Wilson, 1984:175)Keterangan :Us = Besar clearane (mm)t = Tebal plat (mm)

Perhitungan clearance untuk pemotongan pelat yang memiliki ketebalan 0,5 (mm) adalah Us = 6 % x 0,5 (mm)

= 0,03 (mm)

2. GAYA PEMOTONGANDalam pembuatan cetakan ini gaya proses yang terjadi adalah Piercing dan Bending. Untuk menentukan gaya yang terjadi di hitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Fp = τg . U . t (Luchinger, 1984:93-112)Keterangan:Fp = Gaya potong (N)Τg = Tegangan geser bahan (N/mm2)U = Keliling bidang potong (mm)

Perhitungan Gaya Embosing dengan bentuk proses pemotongan sebagai berikut :L = t . S (2.π . R . kA + l . kB) (Durand, 1969 : 164)Keterangan:L = Gaya drawing (N)

t = Tebal material (mm)S = Tegangan tarik maksimum pelat (N/mm2)R = Radius (mm)kA = Konstanta (0,5 – 2)l = panjang penampang melintang (mm)kB = Konstanta (0,2 - 0,3)

L = t . S (2.π . R . kA + l . kB)L = 0,6 . 294,3 (2.π . 2,5 . 1 + l . 0,2)

= 2809,028 N

Perhitungan Gaya Piercing 2 dengan bentuk proses pemotongan sebagai berikut :U1 = 4. (π . d)

= 4. (π . 8,5)= 106,814 mm

U2 = (π . d)= (π . 60)= 188,496 mm

Fp = τg . U . t = (0,8 . 294,3) . (106,814 + 188,496) . 0,6= 41716,672 N

Perhitungan Gaya Blanking dengan bentuk proses pemotongan sebagai berikut :

U = (7 . π . 54,43360

. 16) + (3 . π . 144,17

360 . 16,5) + ( π .

108,69360

. 16,5) +

(2 . π . 71,49360

. 80) + (π . 37,92360

. 80) + (π . 18,96360

. 80) + 26

= 53,199 + 62,277 + 15,65 + 99,819 + 26,473 + 13,236 + 26= 296,654 mm

Fp = τg . U . t = (0,8 . 294,3) . 296,654 . 0,6= 41906,531 N

3. KAPASITAS MESINGaya total mesin diperoleh dari jumlah gaya seluruh proses dan gaya stripping, yaitu sebagai berikut :

Gaya Total Proses (Ftp)NO. JENIS PROSES GAYA PROSES (N)1 Embosing 2809,0282 Piercing 41716,672

3 Blanking 41906,531JUMLAH 86432,231

Gaya Stripping (Fs)Gaya stripping merupakan gaya yang digunakan untuk menahan material agar tidak terangkat atau terbawa naik pada waktu punch diangkat naik. Sebelum menentukaan pegas stripping terlebih dahulu harus ditentukan besarnya gaya stripper yang digunakan. Besarnya gaya stripper tersebut berkisar antara 5%-20% gaya total punch. Dalam perancangan ini diampbil 10% dengan pertimbangan sudah cukup untuk menahan gaya potong secara keseluruhan.Jadi Fs = 10% . Ftp

= 10% . 86432,231= 8643,2231 (N)

Gaya Total MesinF = Ftp + Fs

= 86432,231 + 8643,2231= 95075,4541 (N)

F ± 9691,6875 (kg)F ± 9,6916875 (Ton)

Dengan demikian karena kapasitas hanya 10,7733 (Ton), maka kita dapat menggunakan mesin press dengan kapasitas 20 Ton (Fundamental of Tool Design).Dengan Spesifikasi :Maximum Pressing Force = 20 (Ton)Adjustment of stroke from - to = 8 - 70 (mm)Adjustment of ram = 35 (mm)Number of stroke = 160 / minMax distance between table and ram = 345 (mm)

4. MENENTUKAN GAYA PEGAS STRIPPERUntuk menentukan besarnya gaya stripping, umumnya di tentukan sebagai berikut:Besarnya gaya stripper berkisar antara 5 – 20% dari total gaya proses.Fs = (5% - 20%) . F total (Lecaine, 1984 : 698)Keterangan :Fs = Gaya stripping (N)F total= Gaya total proses (N)

Fs = 10% . Ftp= 10% . 86432,231= 8643,2231 (N)

Dalam perencanaan digunakan 4 buah pegas, jadi masing – masing pegas mendapatkan gaya sebesar :

F pegas = Fs

Jumlah Pegas

= 8643,2231

4= 2160,8057 (N)

Standar pegas ACME dengan kode CSL 32 % adalah sebagai berikut :Gaya Normal (Fn) = 2468 (N) Panjang Tekan Normal = 34 (mm) Panjang Bebas (Lo) = 50 (mm)Defleksi Normal (Sn) = 16 (mm) Diameter Luar ( Da) = 50 (mm) Diameter Dalam (Di) = 25 (mm) Diameter Panjang Pegas (d) = 12,5 (mm)

Rumus Defleksi stripper

Sp = Fp . Sn

FnKeterangan : Fp = Gaya tiap pegas (N)Sn = Defleksi normalFn = Gaya pegas tekanSp = Defleksi saat akan proses

Defleksi pegas yang akan terjadi pada saat pemasangan agar menghasilkan gaya 2468 (N) adalah :

Sp = 2448,486 ( N ) .16 (mm)

2468 (N) = 15,873 (mm)

Panjang pegas terpasang (LP)Lp = Lo – Sp = 50 (mm) – 15,873 (mm) = 34,127 = 34 (mm)

5. MENENTUKAN TEBAL STRIPPER PLATERumus defleksi :

Y = 5 .Fst . L2

384 . E . I(Ferdinand, 1995 : 300)

I = b .h3

12(Khurmi, 1984 : 422 – 423)

h = 3√ 60 . Fst . L3

384 .Y . E . b

Keterangan :

Y = Defleksi yang diijinkan (mm)Fst = Gaya stripper (N)E = Modulus elastisitas (N/mm2)L = Jarak dukungan pegas arah memanjang (mm)b = Jarak dukungan arah melebarI = Momen inersiah = tebal plat

Data : Fs = 8643,2231 (N) E = 2,15 . 105 (N/mm2) L = 150 – 2 . 15 = 120 (mm) b = 140 – 2 . 15 = 110 (mm)

Suaian yang dipilih adalah suaian jalan H7/f7 yang berbasis lubang dengan diameter 8 (mm), maka :Nilai maksimum = 8 + 0,015 = 8,015 (mm)Nilai minimum = 8 – 0,028 = 7,972 (mm)

Y = 8,015−7,972

2= 0,0215 (mm)

Momen Inersia stripper :

h = 3√ 60 . Fst . L3

384 .Y . E . b

= 3√ 60 . 8643 , 2231.1203

384 . 0,0215. 2,15 .1 05 .110

= 3√4589,5476

= 16,618 mm

= 17 mm

Jadi ukuran stripper plate yang digunakan adalah :

Panjang : 210 (mm)Lebar : 126 (mm)Tebal : 17 (mm)Bahan yang dipilih adalah ST 60

6. PERHITUNGAN TEBAL DIE

Jumlah Keliling Potong (inch) Tebal Die (inch)

0 – 3 1/4

3 – 10 1

10 - ... 1 ¼

(Wilson, 1984 : 179 )

Dalam perancangan ini jumlah keliling potong dari seluruh proses adalah :106,814 + 188,496 + 296,654 = 591,964 = 23,31 (inch) Berdasarkan tabel die diatas maka tebal die yang digunakan adalah :1 ¼ (inch) atau 31,75 (mm) = 32 (mm).

7. PERHITUNGAN PANJANG DAN LEBAR DIEJarak Kritis ( s ) = (1,5 – 2) x tebal die

= 2 . 32 (mm) = 64 (mm) Lebar Die = s + Lebar Stock Strip

= 64 (mm) + 61,26 (mm) = 125,26 (mm) = 126 (mm)

Panjang Die = s + Panjang Proses = 64 (mm) + 146 (mm) = 210 (mm)

Jadi ukuran die : Panjang Die = 210 (mm) Lebar Die = 126 (mm) Tebal Die = 32 (mm)

8. BAUT PENGIKAT DIE

Tebal Die (mm)Baut Pengikat

(Okta, 1982 : 59)

9. MENENTUKAN UKURAN PLAT BAWAHRumus defleksi :

Y = 5 .Fst . L2

384 . E . I(Ferdinand, 1995 : 300)

I = b .h3

12(Khurmi, 1984 : 422 – 423)

h = 3√ 12 .Fst . L3

384 .Y . E . b

Keterangan :

Y = Defleksi yang diijinkan (mm)Ftp = Gaya total proses (N)E = Modulus elastisitas (N/mm2)L = Jarak dukungan pegas arah memanjang (mm)b = Jarak dukungan arah melebarI = Momen inersiah = tebal platSuaian yang dipilih adalah suaian jalan H7/h6 yang berbasis lubang dengan diameter 8 (mm), maka :Nilai maksimum = 30 + 0,025 = 30,025 (mm)Nilai minimum = 30 – 0,016 = 29,984 (mm)

Y = 30,025−30,984

2= 0,021 (mm)

Momen Inersia plat bawah :

h = 3√ 12. Ftp . L3

384 .Y . E . b

= 3√ 60. 86432 , 231 .2703

384 . 0,0215. 2,15 .1 05 .165

= 3√356816,84

= 70,93 mm

Jadi ukuran plat bawah yang digunakan adalah :Panjang : 210 (mm)Lebar : 126 (mm)Tebal : h – tebal die

: 70,93 – 32 = 38,93 (mm) plat bawah yang digunakan =

Bahan yang dipilih adalah ST 60

10. MENENTUKAN UKURAN PLAT ATASTebal Pelat Atas = (0,8 – 1) x Tebal Pelat Bawah Dari data diatas maka tebal pelat atas adalah : ha = 1 x tebal plat atas

= 1 . 35 (mm) = 28 (mm)

Jadi ukuran pelat atas adalah : Panjang plat atas = 609 (mm) Lebar plat atas = 381 (mm) Tebal plat atas = 28 (mm)

11. MENENTUKAN UKURAN PLAT PEMEGANG PUNCHRumus defleksi :

Y = 5 . F . L2

384 . E . I(Ferdinand, 1995 : 300)

I = b .h3

12(Khurmi, 1984 : 422 – 423)

h = 3√ 12. F . L3

384 .Y . E . b

Keterangan :

Y = Defleksi yang diijinkan (mm)F = Gaya yang bekerja (N)E = Modulus elastisitas (N/mm2)L = Jarak dukungan pegas arah memanjang (mm)b = Jarak dukungan arah melebarI = Momen inersiah = tebal platSuaian yang dipilih adalah suaian jalan H7/h6 yang berbasis lubang dengan diameter 8 (mm), maka :Nilai maksimum = Nilai minimum =

Y = 30,025−30,984

2

= 0,043 (mm)Momen Inersia stripper :

F = W total punch

= ¿ .R2)-¿ . r2)).60

h = 3√ 12. F . L3

384 .Y . E . b

= 3√ 12 . 9793,9455 . L3

384 .Y . E .b

Jadi ukuran plat bawah yang digunakan adalah :Panjang : 210 (mm)Lebar : 126 (mm)Tebal : 31 (mm)Bahan yang dipilih adalah ST 60

7. MENENTUKAN UKURAN PLAT PENAHANτg = 0,8 . σt

= 0,8 .=

A = F

τ g

= F

τ g

tebal punch holder plate :A = t x Keliling pelat penahan

t = A

Keliling pelat

= 291,171(mm2)2 .(210+126)

= 0,433 (mm)

Untuk pertimbangan keamanan, tebal plat dibuat dengan ukuran 4 (mm) sedang ukuran anjang dan lebar disesuaikan dengan stripper plate. Jadi ukuran holder plate adalah : Panjang = 200 (mm) Lebar = 50 (mm) Tebal = 4 mm

Bahan plat dipilih ST 37

8. BAUT PENGIKAT PLAT PEMEGANG PUNCH

dc = √ 4 . F . vπ . τ g .n

(Sularso, 1994 : 26)Keterangan :dc = diameter rata-rata bautF =τg = v =n =

9. PILLARTinggi cetakan

Komponen Tinggi / Tebal (mm)

Diameter pillar

Komponen Berat (N)

Fh = W . XL . n

Y = Fh .L3

3 .E . I

I = π . d4

64

d = 4√ 64 . Fh .L3

3. π . E .Y(Khurmi, 1984 : 461)

Keterangan :Y =L =E =I =Fh =d =X =n =W =

Fh = W . XL . n

= W . XL . n

=

d = 4√ 64 . Fh .L3

3. π . E .Y

= 4√ 64 . Fh .L3

3. π . E .Y

=

10. Shank

σt = σtv

A = π4

. dc2

σtv

= 4 . F

π . dc2

(Sularso, 1978 :296)Keterangan :dc =σt =

F = A = v =

σtv

= 4 . F

π . dc2

dc = √ 4 . F . vπ . σt

= √ 4 . F . vπ . σt

= Berat tahanan pada shank

komponen Berat (N)

db = √ 4 . w . vπ . σt

= √ 4 . F . vπ . σt

=