08-PP-Penempaan_part_2

Prévia do material em texto

Proses Produksi II – Pertemuan 08 
Jurusan Teknik Mesin 
Institut Sains dan Teknologi “AKPRIND” 
Oleh : 
Nidia lestari. S.T., M.Eng. 
 Desain & Material Cetakan tempa 
 Perhitungan pada proses penempaan 
 kekuatan dan kekenyalan benda kerja, 
 tingkat sensitivitas deformasi dan suhu, 
 karakteristik geseran, 
 bentuk dan kompleksitas benda kerja. 
 Cacat cetakan diperhatikan, terutama jika toleransi yang 
dekat diperlukan. 
 
 parting line biasanya di bagian potongan yang paling besar. 
Untuk bentuk simetrik yang sederhana, parting line pada 
umumnya garis lurus di pusat penempaan, tetapi untuk 
bentuk yang lebih rumit garis mungkin tidak pada satu 
bidang. 
 
 material flash diizinkan untuk mengalir ke dalam gutter, 
sehingga flash tambahan tidak meningkatkan beban 
penempaan tak penting. Suatu petunjuk umum untuk 
kelonggaran flash antara cetakan adalah 3 % dari 
ketebalan maksimum penempaan. 
 Draft angles diperlukan hampir di dalam semua cetakan 
tempa, untuk memudahkan perpindahan part dari 
cetakan. 
 
 Pemilihan sudut-sudut radii dan fillet yang tepat adalah 
penting, untuk memastikan logam mengalir dengan 
lembut ke dalam rongga cetakan dan untuk meningkatkan 
umur cetakan. 
 Kesalahan desain 
 Cacat material 
 Kesalahan perlakuan panas dan pengerjaan akhir 
 Kelebihan panas dan pemeriksaan panas (keretakan 
disebabkan oleh perputaran suhu) 
 Pengausan berlebih 
 Kelebihan muatan 
 Kesalahan pemakaian 
 Kesalahan penanganan 
 
 Bentuk dan ukuran tempa 
 Material tempa 
 Fillet, sudut radii, dan toleransi 
Persyaratan umum 
 kuat dan ulet pada suhu tinggi, 
 anti las dan kemampuan untuk mengeraskan secara 
seragam, 
 tahan terhadap proses mekanik dan panas kejut, 
 tahan terhadap pemakaian, terutama tahan terhadap 
pemakaian yang abrasive, karena dalam skala 
penempaan panas. 
 
Pemilihan Material 
 ukuran cetakan, 
 komposisi dan properties benda kerja, 
 kompleksitas bentuk, 
 suhu penempaan, 
 jenis operasi tempa, 
 biaya material cetakan, 
 banyaknya penempaan yang diperlukan. 
 Heat transfer dari panas benda kerja yang ke cetakan. 
Cetakan tempa terbuka 
 Volume benda kerja 
 
 
 d0 = diameter benda kerja sebelum penempaan (mm) 
 h0 = tinggi benda kerja sebelum penempaan (mm) 
 
 Luas area penempaan 
 
 
 A0 = luas area sebelum penempaan (mm
2) 
 h1 = tinggi benda kerja setelah penempaan (mm) 
Cetakan tempa tertutup 
 Tinggi rata-rata benda kerja setelah penempaan 
 
 
 V = volume benda kerja (mm3) 
 At = luas area penempaan berikut dengan luas flash 
(mm2)df 
 
 
 P : gaya pada cetakan (N) 
 A : Luas penampang cetakan (mm2) 
 
Gaya Penempaan : 
F = Yf * π * r
2 ( 1 + 2µr1/3h1 ) 
 
Yf = teganagan alir bahan 
µ = koefisien gesek 
r = jari – jari benda kerja 
h = tinggi benda kerja 
Silinder pejal dari bahan 1020 stell dengan diameter 250 mm 
dan tinggi 450 mm ditempa sehingga terjadi pengurangan 
tinggi 30%, apabila koefisien gesek 0,2 maka hitunglah gaya 
penempaan, jika tegangan alir bahan 250 Mpa. 
 Hitunglah gaya penempaan 
 Hitunglah usaha penempaan 
 Hitunglah tenaga penempaan bila waktu penempaan di asumsikan 5 
menit 
 Hitunglah tenaga motor bila effiseinsi mesin dan motor masing-
masing 95% 
 Hitunglah biaya listriknya apabila tarif dari PLN diasumsikan 1 Kwh = 
Rp 2.500,00 
Diketahui : 
 Yf = 600 Mpa 
 µ = 0,2 
 ro = 0,5 x 250 mm = 125 mm 
 ho = 500 mm 
 
Ditanya : Gaya penempaan(F) = ? 
Δh1 = 0,3 x 500 mm = 150 mm 
H1 = 0,7 x 500 mm = 350 mm 
Besarnya jari-jari (r1 ) dapat dicari menggunakan rumus sebagai berikut : 
r1
2. h1 = r0
2. h 0 
r1
2 = r0
2. H0 /h1 
R1 = 141,4 mm 
 = 0,1414 m 
F = Yf * π * r1
2 ( 1 + 2µr1 / 3h1 ) 
 = 600 * 106 N/m2 * 3,14 * (0,1414 m)2 [ 1 + 2 (0,2) (0,1414) / 3 (0,2) ] 
 = 37,67 x 106 * 1,38 = 51 x 106 N 
Jadi gaya yang dibutuhkan dalam penempaan silinder pejal dari bahan 1020 
adalah 51 x 106 N 
 Usaha penempaan 
 W = F. Δh 
 = 51 x 106 N . 0,15 m = 7,65 x 106 Joule 
 
 Tenaga penempaan 
 P = W.t = 7,65 x 106 . (15x60) = 6885 x 106 watt 
 = 1912,5 kwh 
 
 Tenaga motor dengan efisiensi 95% 
 1912,5 kwh x 95% = 1816,875 kwh 
 Penggunaan listrik : 
 1816,875 x 2.500 = 4.542.187 rupiah