II-1

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Press Tool

Press Tool adalah peralatan yang mempunyai prinsip kerja penekanan

dengan melakukan pemotongan atau pembentukkan atau gabungan dari keduanya.

Peralatan ini digunakan untuk membuat produk secara massal dengan produk

output yang sama dalam waktu yang relatif singkat.

2.1.1 Klasifikasi Press 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 :

a. Dapat melakukan proses pengerjaan tertentu dalam waktu yang singkat.

b. Kontruksinya relatif sederhana.

c. Harga alat relatif murah.

Kerugian simple tool:

a. Hanya mampu melakukan proses-proses pengerjaan untuk produk yang

sederhana sehingga untuk jenis pengerjaan yang rumit tidak dapat dilakukan

oleh jenis press tool ini.

b. Proses pengerjaan yang dapat dilakukan hanya satu jenis saja.

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 compound tool ini juga mempunyai keuntungan dan

kerugian.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-2

Keuntungan compound tool :

a. Dapat melakukan beberapa proses pengerjaan dalam waktu yang bersamaan

pada station yang sama.

b. Kerataan dan kepresisian dapat dicapai.

c. Hasil produksi yang dicapai mempunyai ukuran yang lebih teliti.

Kerugian compound tool:

a. Konstruksi dies menjadi lebih rumit.

b. Terlalu sulit untuk mengerjakan material yang tebal.

c. Dengan beberapa proses pengerjaan dalam satu station menyebabkan perkakas

cepat rusak.

C. Progressive Tool

Progressive Tool 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.

Keuntungan progressive tool :

a. Dapat diperoleh waktu pengerjaan produksi yang relatif singkat dibandingkan

simple tool.

b. Pergerakkan menjadi lebih efektif.

c. Dapat melakukan pemotongan bentuk yang rumit pada langkah yang berbeda.

Kerugian progressive tool:

a. Ukuran alat lebih besar bila dibandingkan simple tool dan compound tool.

b. Biaya perawatan besar.

c. Harga relatif lebih mahal karena bentuknya rumit.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-7

Gambar 2.3Drawing Tool

1. Insert die

2. Insert die house

3. Dudukan die house

4. Base plate

5. Blank holder

6. Punch

7. Striper

8. Striper spring

9. Holder striper spring

10. Holder striper

11. Top plate

12. Dudukan bushing

13. Bushing

14. Shank

15. Penambah tebal base plate

16. Penepat die set

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-8

2.3.1 Punch

Punch merupakan bagian yang bergerak ke bawah untuk meneruskan gaya

dari sumber tenaga sehingga blank tertekan ke bawah, bentuk punch disesuaikan

dengan bentuk akhir yang diinginkan dari proses drawing, berada di atas blank,

posisi dari punch sebenarnya tidak selalu diatas tergantung dari jenis die

drawing.Punch dikelompokkan menjadi tiga macam yaitu:

1. Cutting Punch

Untuk tipe punch ini biasanya digunakan untuk memotong seperti pada

proses blanking, pierching, dll.

2. Non cutting punch

Untuk tipe punch ini hanya digunakan pada proses pembentukan

(forming).

3. Hybrid punch

Untuk tipe punch ini digunakan untuk memotong sekaligus membentuk

seperti pada proses lanzing.

Untuk mencari panjang maksimum punch di pergunakan rumus :

Lmax = √

(1)

Dimana :

Lmax = Panjang maksimum punch

E = Modulus elastisitas

v = Faktor keamanan

I = Momen inersia

F = Gaya pembentukan

2.3.2 Die

Merupakan komponen utama yang berperan dalam menentukan bentuk

akhir dari benda kerja drawing (draw piece), bentuk dan ukuran die bervariasi

sesuai dengan bentuk akhir yang diinginkan, kontruksi die harus mampu menahan

gerakan, gaya geser serta gaya punch. Pada die terdapat radius tertentu yang

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-9

berfungsi mempermudah reduksi benda saat proses berlangsung, lebih jauh lagi

dengan adanya jari-jari diharapakan tidak terjadi sobek pada material yang akan di

drawing.

A. Berdasarkan bentuknya die dibagi menjadi dua yaitu :

1. Die yang terdiri dari satu kesatuan bagian

Die yang terdiri dari satu bagian digunakan untuk membuat produk dengan

bentuk sederhana dengan ukuran lebih kecil.

2. Die yang disisipkan

Die yang terdiri dari beberapa bagian yang terpisah biasanya digunakan

berdasarkan :

a. Ukuran die tersebut relatif besar.

b. Bentuk die yang komplek atau sulit.

c. Bahan die yang digunakan adalah lunak.

B. Berdasarkan bentuk sisi ujungnya, die untuk proses drawing dibagi

menjadi dua yaitu:

1. Die dengan bentuk sisi ujungnya menyudut

2. Die dengan bentuk sisi ujungnya radius

Untuk mencari diameter dalam die dipergunakan rumus :

Dd = Dp + 2 x C (2)

Dimana :

Dd = Diameter dalam die

Dp = Diameter punch

C = Clearance

2.3.3 Top plate

Top plate merupakan tempat dudukan dimana shank, punch, punch holder,

dan pillar berada.

2.3.4 Bottom plate

Bottom plate merupakan tempat dudukan dimana die, pillar berada.

Besarnya bottom plate harus sama dengan top plate.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-10

2.3.5 Blankholder

Berfungsi memegang blank atau benda kerja berupa lembaran logam,

blank holder berada diatas benda kerja, walaupun berfungsi untuk memegang

benda kerja, benda kerja harus tetap dapat bergerak saat proses Drawing

dilakukan sebab saat proses drawing berlangsung benda kerja yang dijepit oleh

blank holder akan bergerak ke arah pusat sesuai dengan bentuk dari die drawing.

2.4 Variabel Proses Drawing

Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan proses

drawing,variabel yang mempengaruhi proses drawing antara lain :

2.4.1 Gesekan

Saat proses drawing berlangsung gesekan terjadi antara permukaan punch,

dies drawing dengan blank, gesekan akan mempengaruhi hasil dari produk yang

dihasilkan sekaligus mempengaruhi besarnya gaya yang dibutuhkan untuk proses

pembentukan drawing, semakin besar gaya gesek maka gaya untuk proses

drawing juga meningkat, beberapa faktor yang mempengaruhi gesekan antara

lain:

a. Pelumasan

Proses pelumasan adalah salah satu cara mengontrol kondisi lapisan

tribologi pada proses drawing, dengan pelumasan diharapkan mampu

menurunkan koefisien gesek permukaan material yang bersinggungan antara

blank holder,dies,dan blank.

b. Gaya Blank Holder

Gaya blank holder yang tinggi akan meningkatkan gesekan yang terjadi,

bila gaya blank holder terlalu tinggi dapat mengakibatkan aliran material tidak

sempurna sehingga produk dapat mengalami cacat.

c. Kekasaran Permukaan Blank

Kekasaran permukaan blank mempengaruhi besarnya gesekan yang

terjadi, semakin kasar permukaan blank maka gesekan yang terjadi juga semakin

besar. Hal ini disebabkan kofisien gesek yang terjadi semakin besar seiring

dengan peningkatan kekasaran permukaan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-11

d. Kekasaran Permukaan punch, die dan blank holder

Seperti halnya permukaan blank semakin kasar permukaan punch, die dan

blank holder koefisien gesek yang dihasilkan semakin besar sehingga gesekan

yang terjadi juga semakin besar.

2.4.2 Bending dan stratching

Pada proses drawing setelah blank holder dan punch menempel pada

permukaan blank saat kondisi blank masih lurus selanjutnya terjadi proses

pembengkokan material (bending) dan pelurusan sheet sepanjang sisi samping

dalam dies(stratching).

Variabel yang mempengaruhi proses ini adalah :

a. Radius Punch

Radius punch disesuaikan dengan besarnya radius die, radius punch yang

tajam akan memperbesar gaya bending yang dibutuhkan untuk proses drawing.

b. Radius Die

Radius die disesuaikan dengan produk yang pada nantinya akan

dihasilkan, radius die berpengaruh terhadap gaya pembentukan, bila besarnya

radius die mendekati besarnya tebal lembaran logam maka gaya bending yang

terjadi semakin kecil sebaliknya apabila besarnya radius die semakin meningkat

maka gaya bending yang terjadi semakin besar.

Radius punch dan die merupakan salah satu faktor penting yang

menentukan berhasil atau tidaknya suatu proses drawing. Besarnya radius

tergantung dari diameter punch dan diameter blank dan dapat dirumuskan sebagai

berikut :

R = (0,6 – 0,8) x √ (3)

Dimana :

R = Radius punch dan die

D = diameter blank

d = diameter punch

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-12

2.4.3 Penekanan

Proses penekanan terjadi setelah proses stratching, proses ini merupakan

proses terakhir yang menetukan bentuk dari bagian bawah produk drawing,

besarnya gaya tekan yang dilakukan dipengaruhi oleh :

a. Drawability

Drawability adalah kemampuan suatu bahan untuk dilakukan proses

drawing, sedangkan nilainya ditentukan oleh Limiting drawing ratio (maks β),

batas maksimum maks β adalah batas dimana bila material mengalami proses

penarikan dan melebihi nilai limit akan terjadi cacat sobek (craking).

b. Ketebalan Blank

Ketebalan blank mempengaruhi besar dari gaya penekanan yang

dibutuhkan, semakin tebal blank akan dibutuhkan gaya penekanan yang besar

sebaliknya bila blank semakin tipis maka dibutuhkan gaya yang kecil untuk

menekan blank.

2.4.4 Diameter blank

Diameter blank tergantung dari bentuk produk yang akan dibuat, apabila

material kurang dari kebutuhan dapat menyebabkan bentuk produk tidak sesuai

dengan yang diinginkan, namun bila material blank terlalu berlebih dari

kebutuhan dapat menyebabkan terjadinya cacat pada produk seperti kerutan pada

pinggiran serta sobek pada daerah yang mengalami bending. Untuk itu diameter

blank dapat dicari dengan rumus :

D = √ (4)

Dimana :

D = Diameter blank

d = Diameter punch

h = tinggi cup

Untuk mencari nilai h (tinggi cup) dipergunakan rumus :

h =

{(

) } (5)

Dimana :

ri = Jari – jari hasil produk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-13

ro = Jari – jariblank

2.4.5 Kelonggaran

Kelonggoran atau clearance adalah celah antara punch dan die untuk

memudahkan gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung. Untuk

memudahkan gerakan lembaran logam pada waktu proses drawing, maka besar

clearence tersebut 7 % - 20 % lebih besar dari tebal lembaran logam, bila celah

die terlalu kecil atau kurang dari tebal lembaran logam, lembaran logam dapat

mengalami penipisan(ironing) dan bila besar clearance melebihi toleransi 20 %

dapat mengakibatkan terjadinya kerutan.

H.R. Luchhsinger, Tool Knowledge 6, Deep Drawing, CSIO.

Tabel 2.4.5 Daftar clearance untuk beberapa jenis material

2.4.6 Draw Ratio

Draw ratio adalah kemampuan atau kekuatan suatu pelat untuk dibentuk.

Besarnya draw ratio ini tergantung dari bahan benda kerja yang diinginkan.

Draw ratio =

(6)

Dimana :

D = Diameter blank

d = Diameter punch

NO MATERIAL DRAWING CLEARANCE

DEEP DRAWING PAUSHING

DRAWING

1 Steel (deep drawing quality) 1,2 t t

2 Brass 1,05t t

3 Zinc t 1,1t

4 Alumunium up to 1.5 mm 1,15t t

5 Alumunium allove 1.5 mm 1,2t t

6 Alumunium alloy 1,2t t

7 Stainless steel 1,2t t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-14

2.5 Gaya Yang Bekerja

2.5.1 Blank holder pressure

pbh = c *

+ Su (7)

Dimana :

pbh = Blank holder pressure

c = An emperical factor ranging from 2 to 3

DR = Draw ratio

do = Diameter blank

to = Tebal blank

Su = Ultimate tensile strenght

2.5.2 Gaya blank holder

Fbh = pbh x Abh (8) Dimana :

Fbh = Gaya blank holder

pbh = Blankholder pressure

Abh = Luas penampang blank holder

2.5.3 Gaya maksimum punch

Pmax= di t ln(

) (9)

Dimana :

Pmax = Panjang punch maksimum

ε = 0,74

di = diameter blank dikurangi diameter punch dibagi 2

t = tebal blank

Su = tegangan tarik

dp = diameter punch

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-15

2.5.4 Gaya stripper

F =

(10)

T = Torsi

R = jarak antara titik tengah baut dengan lengan

2.6 Cacat Pembentukan

Pada proses drawing cacat pembentukan dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1. Wrinkling

Cacat ini adalah cacat pembentukan yang berupa kerutan atau lipatan yang

timbul akibat gaya blank holder yang terlalu kecil.

2. Earing

Cacat pembentukan berupa permukaan atas benda kerja yang tidak rata.

3. Tearing

Cacat pembentukan berupa sobekan pada bagian radius benda kerja, yang

disebabkan oleh gaya blank holder yang terlalu besar.