Metal Forming Practice

8/6/2019 Metal Forming Practice

1/41

Presentasi Praktikum TeknikPengubahan BentukKelompok 12

Gana Damar Kusuma

Hilmi Aziz

M.AbrorM.Ekaditya Albar

Mia Diniati


2/41

Rolling


3/41

Material :Aluminium

Lebar Awal : 28.25 mm

Panjang Awal : 69 mm

% Reduksi : 75%

Pelumas : Oli

h : 0.28 mm

data


4/41

Passing ke- Panjang (mm) Tebal (mm) % Reduksi Ketebalan

0 69 4.25 -

1 76.2 4 7.61

2 80 3.7 13.04

3 80.5 3.6 19.57

4 94.6 3 21.74

5 104.6 2.8 34.78

6 105.5 2.4 39.13

7 124.5 2.2 47.83

8 141.4 2 52.17

9 169 1.7 56.52

10 197.8 1.3 63.04

11 240 1.3 71.74

12 299 1 78.26

data


5/41

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10 12 14

%Reduksi

Passing Ke-

Grafik Hubungan Jumlah Passing dengan % Reduksi

data

0

1

23

4

5

0 2 4 6 8 10 12 14

%Redu

ksi

Passing Ke-

Grafik Hubungan Jumlah Passing dengan TebalSampel


6/41

Metode : Brinell Beban : 187.5 Kg Waktu Indentasi : 10 sekon Diameter Indentor : 3.2 mm

Titik Ke- x y drata-rata BHN BHNrata-rata

1 2.633 2.675 2.654 26.43

25.562 2.686 2.751 2.719 24.69

Titik Ke- x y drata-rata BHN BHNrata-rata

1 2.298 2.266 2.282 39.01

41.232 2.200 2.163 2.182 43.46

SEBELUM

SESUDAH

data


7/41

Kelompok % Reduksi Pelumas BHNakhir

9 60 - 33.89

10 75 - 44.52

11 60 Oli 37.50

12 75 Oli 41.23

0

5

1015

20

25

30

35

40

45

Before After

Keke

rasan(BHN)

Grafik Perbandingan Kekerasan terhadap PersenReduksi

Kelompok 11

Kelompok 12

05

101520253035404550

Before After

Keke

rasan(BHN)

Grafik Perbandingan Kekerasan terhadap PengaruhPelumasan

Kelompok 10

Kelompok 12

data


8/41

KELOMPOK 12

data

KELOMPOK 10


9/41

PENGUKURAN KETEBALAN

Passing Ke-Tebal Perhitungan

(mm)Tebal Hasil

Percobaan (mm)

1 4.32 42 4.04 3.7

3 3.76 3.64 3.48 35 3.2 2.86 2.92 2.47 2.64 2.28 2.36 29 2.08 1.710 1.8 1.311 1.52 1.312 1.24 1

pembahasan


10/41

Terdapat deviasi saat praktek rollingdengan perhitungan kemungkinandisebabkan oleh:

Kondisi sampel awal kurang rata Pelumasan kurang sempurna

Kesalahan praktikan saat settingmesin roll

pembahasan

PENGUKURAN KETEBALAN


11/41

Ada mekanisme strainhardening

Density dislokasi

meningkat (% cold work>>)

Kekerasan meningkat

Butir berubah dari

equiaxed menjaditerelongasi

pembahasan

UJI KEKERASAN


12/41

Sampel yang tidakdiberi pelumasmemiliki kekerasan

yang lebih tinggidibanding sampel yangdiberi pelumas karenaadanya gaya friksi yanglebih besar pada sistem.

(Hukum Newton 3).

pembahasan

PELUMASAN


13/41

Kondisi awal sampel:kurang rata dengan sedikitpelebaran di ujung sampelkarena cutting kurangsempurna.

Kondisi akhir sampel:sampel bengkok(melengkung)

pembahasan

PENGAMATAN LEMBARAN HASIL ROLL

Bengkok yang terjadi kemungkinanakibat sampel awal yang tidak rata100% dan kondisi pelumasan yangkurang sempurna.

Hal ini akan menyebabkan

terjadinya proses roll yang tidakmerata di tiap tempat pada sampelsehingga sampel menjadi bengkok.


14/41

pembahasan

APLIKASI PRODUK ROLL ALUMINIUM


15/41

Produk Setengah Jadi :BlankAluminium

pembahasan

APLIKASI PRODUK ROLL ALUMINIUM

Produk Jadi


16/41

1. Pengerolan dingin memberikan efek peningkatankekuatan mekanis dengan mekanisme strainhardening.

2. Perubahan bentuk butir mengakibatkan terjadinyaperubahan dimensi pada benda kerja.

3. Perubahan bentuk butir juga berpengaruh padapeningkatan kekuatan dan kekerasan material, dengankompensasi penurunan nilai keuletan.

4. Pelumasan memberikan efek permukaan hasilpengerolan yang baik.

5. Pelumasan juga memberikan efek minimalisasi cacatyang timbul pada pengerolan.

KESIMPULAN


17/41

Deepdrawing


18/41

DataSampel Cu-Zn

Diameter blank 110 mm

Diameter punch 40 mm

Tebal blank 0,75 mm

Pelumas Oli

Punch pressure 0,9 TonF

Tinggi cup 7 mm

Drawing ratio 2,75

Koefisien n 0,56

UTS Cu-Zn 328,1 Mpa

Blank Pressurepercobaan

2 TonF

Blan Pressureperhitungan

2,30 TonF

data

Diameter blank 110 mm

Diameter punch 40 mm

Tebal blank 1 mm

Pelumas Oli

Punch pressure 4,8 TonFTinggi cup 13,8 mm

Drawing ratio 2,75

Koefisien n 0,23

UTS AISI 1020 380 Mpa

Blank Pressure

percobaan

2 tonF

Blank Pressureperhitungan

2,61 tonF

Data

Sampel Baja


19/41

LDR: batas kemampuan bahan dimana merupakanperbandingan antara diameter blankmaksimum /kritis terhadap diameterpunchyang masih dapatmembentuk mangkuk atau cupyang baik dimanarasio batas penarikan (Limit Drawing Ratio), yaiturasio dari diameter blankterbesar yang berhasil

ditarik, D, terhadap diameter penekan, d.

pembahasan

Analisa LDR

Kelompok 9 80/40 = 2

Kelompok 10 90/40 = 2,25

Kelompok 11 100/40 = 2,5

Kelompok 12 110/40 = 2,75

Semua sampel Cu-Zn mengalamifenomena perobekan pada semuadiameter blank(kelompok 9-12) padasaat diuji deep drawing. Hal inimenunjukkan bahwa kita tidak dapatmenentukan berapa besarnya LDRdari material Cu-Zn jikamenggunakan data-data percobaandari kelompok 9-12.

Data perhitungan drawing ratio


20/41

Data perhitungan drawing ratio

Kelompok 9 80/40 = 2

Kelompok 10 90/40 = 2,25

Kelompok 11 100/40 = 2,5

Kelompok 12 110/40 = 2,75

pembahasan

Analisa LDR

Analisa:Sampel baja kamimengalami perobekan.

Menunjukkan diameterblankkelompok kami (110mm) memang bukanlahdiameter blankkritis sesuaiLimit Drawing Ratio (LDR).


21/41

D = diameter blank(mm)D = diameterpons (mm)S = tebal lembaran (mm)uts= tegangan tarik maksimum (kg/mm2

87.278.911.328

75.0100405.01

4011025.0

2

*

xx

x

xxP

3.21000

187.27)40110(

400

1 22 xxPB

Besar blank pressureperhitungan

pembahasan

Analisa Tekanan Blank Holder

Blank Pressure perhitungan 2,3 tonF

Blank Pressure percobaan 2 tonF

Analisa:Perbedaan tekanan blank holderhasilperhitungan dengan percobaan tidak terlaluberpengaruh besar terhadap hasil praktikum deepdrawing.Hal ini dikarenakan dengan penggunaan tekananblank holderyang lebih kecil saja sampel kuningansudah mengalami perobekan. Ratiodiameter

blankdengan diameterpunchyang digunakanpada deep drawing kuningan (nilai drawing ratio)memang bukanlah nilai Limit Drawing Ratio(LDR) dari sampel kuningan (Cu-Zn).

Data


22/41

63.318.9

1380

1100

405.01

40

11025.0

2

*

xx

x

xxP

61.21000

163.31)40110(

400

1 22 xxPB

pembahasan

Analisa Tekanan Blank Holder

D = diameter blank(mm)D = diameterpons (mm)S = tebal lembaran (mm)uts= tegangan tarik maksimum (kg/mm2

Besar blank pressureperhitungan

Data

Blank Pressure perhitungan 2,61 tonF

Blank Pressure Percobaan 2 tonF

Analisa:Perbedaan tekanan blank holderhasilperhitungan dengan praktikum tidak terlaluberpengaruh besar terhadap hasil praktikum deepdrawing Penggunaan tekanan blank holderyang lebih kecil saja (saat praktek 2 tonF) daritekanan blank holderhasil perhitungan (2.61tonF), sampel baja sudah mengalami perobekan.Ini menunjukkan bahwa ratio diameter blankdengan diameterpunch yang kami gunakan padadeep drawing baja (nilai drawing ratio) memangbukanlah nilai Limit Drawing Ratio (LDR) darisampel baja.


23/41

Pelumas Oli

Tinggi Cup 7 mm

Pelumas Gemuk

Tinggi Cup 7 mm

Kel 12 Kel 16

Perbedaan mendasar antara pelumas oli dangemuk terletak pada wujudnya. Namun ternyatapada prakteknya, hal ini tidak terlaluberpengaruh karena kelompok kami dan

kelompok 16 memiliki ketinggian cupyang sama,yaitu 7 mm.

pembahasan

Analisa Pelumas


24/41

Analisa:Pelumas cair (oli) memiliki efektifitas yang lebih baik jika digunakan sebagaipelumas pada proses deep drawing.Hal ini dapat dijelaskan karena oli memiliki fasa cair dan memiliki mobilitas yanglebih baik untuk mengisi rongga-rongga antara cetakan dan blankpada saat proses

deep drawing proses deep drawing sendiri akan berlangsung lebih lancar(smooth) friksi tinggi cup >tinggi cup dengan menggunakan gemuksebagai pelumas.

pembahasan

Analisa Pelumas

Pelumas Oli

Tinggi Cup 138 mm

Pelumas Gemuk

Tinggi Cup 128 mm

Kel 12 Kel 16


25/41

Sebelum Proses Deep Drawing:Pelumasan diberikan di dua sisi sampel.

Data:Drawing ratio perhitungan: 2.75 (d blank= 110mm)

LDR kuningan berdasarkan literatur=1.9 - 2.2.d kritis Cu-Zn (perhitungan)= 76mm-88mmd punch = 40 mm

Setelah Proses Deep Drawing:Terjadi robek saat diberikan tekanan cuptidak terbentuk

pembahasan

Analisa Material

Tidak terdapat cacat serius pada material

Hanya ketidakrataan sisi sampel akibatpemotongan amplas


26/41

pembahasan

Analisa Material

Sebelum Proses Deep Drawing:Pelumasan diberikan di dua sisi sampel.

Data:Drawing ratio perhitungan: 2.75 (d blank= 110mm)LDR baja berdasarkan literatur = 2,67d kritis Cu-Zn (perhitungan)= 106,8mmd punch = 40 mm

Setelah Proses Deep Drawing:Terjadi robek saat diberikan tekanan cuptidak terbentuk

Analisa:drawing ratio kelompok kami (2.75) > LDRuntuk material baja (2.67) robek

Tidak terdapat cacat serius pada materialHanya ketidakrataan sisi sampel akibatpemotongan amplas


27/41

LDR adalah batas kemampuan bahan dimana merupakanperbandingan antara diameter blankmaksimum / kritisterhadap diameterpunchyang masih dapat membentukmangkuk atau cupyang baik dimana rasio batas penarikan(Limit Drawing Ratio), yaitu rasio dari diameter blankterbesar yang berhasil ditarik, D, terhadap diameterpenekan, d.

Pelumas Oli lebih efektif dibaningkan engan gemuk

Perbedaan tekanan blank holderhasil perhitungan denganpercobaan tidak terlalu berpengaruh besar terhadap hasil

praktikum deep drawing

kesimpulan


28/41

stretching


29/41

Data Kelompok 12 Kelompok 16

Diameter blank awal 80 mm 80 mm

Diameter blank akhir 81,5 mm mm

Pelumas Minyak GemukTebal blank 0,75 mm 0,75 mm

Punch pressure 1 tonF 0,9 tonF

Blank pressure 4 tonF 4 tonF

Tinggi cup 14,8 mm 14,5 mm

Koefisien n 0,56 0,56

Diameter punch 40 mm 40 mm

data


30/41

Perbandingan Gambar Sampel Cu-Zn

Kelompok 12 & 16

data

Kel 12 Kel 16


31/41

Data Kelompok 12 Kelompok 16

Diameter blank awal 80 mm 80 mm

Diameter blank akhir 111 mm mm

Pelumas Minyak Gemuk

Tebal blank 1 mm 1 mm

Punch pressure 6,2 tonF 3,9 tonF

Blank pressure 4 tonF 4 tonF

Tinggi cup 47,8 mm 55,8 mm

Koefisien n 0,23 0,23

Diameter punch 40 mm 40 mm

data


32/41

Perbandingan Gambar Sampel Baja

Kelompok 12 & 16

data

Kel 12 Kel 16


33/41

pembahasan

Kemampuan suatu lembaran untuk dibentukmelalui proses stretching ditentukan olehregangan maksimum yang masih dapatditerima oleh material sebelum mengalami

perobekan.Besarnya nilai regangan maksimum inidipengaruhi oleh nilai koefisien strainhardening (n). Peningkatan nilai n akan

memperbesar nilai regangan maksimum yangdapat dicapai.


34/41

Sampel kuningan yang seharusnyamembentuk kubah mengalamirobek.

Hal ini dapat terjadi karena adanyaaliran logam pada sampel, bukan

peregangan/penipisan. Ini bisaterjadi karena mesin yangdigunakan untuk stretching samadengan mesin untuk deep drawing tekanan blank holderyangdiberikan sudah maksimum (4tonF), tetapi kemungkinan

tekanan tersebut tidak cukupuntuk menahan aliran materialtetap ada.

pembahasan

Cu-Zn

Sampel menempelpada cetakan dan sulituntuk dilepaskan.

Kubah terbentuksempurna adanyaaliran material yangterjadi pada sampel.

baja


35/41

Kelompok 12: Pelumas minyak

Kelompok 16: Pelumas gemuk

Dengan pelumas minyak, didapatkan kedalaman stretchingkuningan sebesar 14,8 mm dan baja 47,8 mm. Sedangkan

dengan pelumas gemuk diperoleh kedalaman untukkuningan sebesar 14,5 mm dan baja 55,8 mm.

Pelumas cair (minyak) dapat tersebar lebih baik padapermukaan sampel dibandingkan dengan pelumas padat(gemuk). Dengan adanya penyebaran pelumas yang lebih

baik maka proses stretching akan lebih baik.

pembahasan

Analisa Pelumas


36/41

Pengujian simulatif lembaran logam dengan cara stretching dapat

menggunakan universal sheet metal testing machine. Mengetahui pengujian simulatif lembaran logam dengan stretching

Kemampuan suatu lembaran untuk dibentuk melalui proses stretchingditentukan oleh regangan maksimum yang masih dapat diterima oleh materialsebelum mengalami perobekan.

Besarnya nilai regangan maksimum ini dipengaruhi oleh nilai koefisien strain

hardening (n). Peningkatan nilai n akan memperbesar nilai regangan maksimumyang dapat dicapai.

Pelumas cair (oli) dapat tersebar lebih baik pada permukaan sampeldibandingkan dengan pelumas padat (gemuk). Dengan adanya penyebaranpelumas yang lebih baik maka proses stretching akan lebih baik.

Faktor yang mempengaruhi bentuk dari pola distribusi regangan dan kedalaman

stretching: jenis material, bentuk dan dimensipunch, pelumasan, kecepatanstretching (tekanan yang diaplikasikan).

kesimpulan


37/41

TUGASTAMBAHAN

Tugas tambahan


38/41

1. Jelaskan mekanisme terjadinya alligatoring pada proses rolling! Proses rolling dilakukan beberapa kali (reversing mill) pada

slab tebal ketebalan slab slab rusak pada arahlongitudinal dan lateral pada salah satu atau kedua daerahujung dari slab. Kerusakan ini melebar pada bidang sentralyang sejajar terhadap permukaan roll dari slab.

Selain itu dapat disebabkan oleh adanya internal stress padaslab deformasi tidak seragam slab terbuka cacat ditengah slab.

Cacat ini biasanya terjadi pada range suhu 250oC 550oC

Tugas tambahan

Tugas tambahan


39/41

2. Jelaskan mekanisme terjadinyawrinkling pada deep drawing!

Terjadi pada pinggiran logam terbentuk radial stress dantegangan compressivetangensial pada pinggiran

logam lembaran tersebut.

Tugas tambahan

Faktor yang mempengaruhiwrinkling:

Tekanan blank holderRadius dan kedalaman die cavityGesekan antara blank, blankholder, punch dan die cavityJarak clearance antara blank,blank holder, punch dan die cavityBentuk dan ketebalan blankBentuk geometri finalKecepatan punch

Tugas tambahan


40/41

3. Jelaskan mengenai forming limit

diagram!Digunakan untuk memprediksi sifatmampu bentuk lembaran logam danmembagi logam dalam dua zona yaituperpatahan dan necking. Prosespembentukan FLD:

a. Lembaran uji ditandai dengansusunan lingkaran yang padat (closepacked circle) denganmenggunakan etsa atau teknikphoto printing.

b. Blank lalu di-stretch dengan

menggunakan punch sehinggamengubah bentuk lingkaran-lingkaran tadi menjadi elips.

Tugas tambahan

c. Sumbu major dan minor dari elips

merepresentasikan dua arah regangandasar (principal strain direction) padaproses stamping.

d. Persentase perubahan regangan ini lalu

dibandingkan pada sebuah diagram

e. Perbandingan selesai denganmemasukkan ketebalan material.


41/41

Metal Forming Practice

Documents

Transcript of Metal Forming Practice