Spring Back

MANUFACTURING PROCESS SPRINGBACK ANALYSIS

Created By : Ade Iskandar

2113106032

TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2014

LESSON

: Manufacturing Process

SUB LESSON : Metal Forming (Spring Back) LECTURER

: Ir. Sampurno, M.T

THEORY

Pada proses metal forming untuk sheet metal, khususnya pada proses bending sheet metal dengan variasi sudut dan bentuk tertentu perlu dilakukan dengan benar agar tidak terjadi kesalahan pada saat proses pengerjaan, karena pada proses ini ada beberapa karakteristik yang perlu dipahami, salah satunya adalah springback . Untuk karakteristik proses bending sendiri dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Dalam proses bending perlu dipahami bentuk gaya-gaya yang terjadi pada shet metal, dibawah ini adalah gambar yang menjelaskan gaya apa saja yang bekerja pada sheet metal pada proses bending:

Pada proses bending ada dua gaya yang bekerja, yaitu gaya Tarik (Tension) pada sisi terluar dan gaya tekan (Compression) pada sisi dalam sheet metal. Akibat gaya-gaya yang bekerja tersebut sisi terluar sheet metal akan menjadi lebih panjang (Ri > 5T), dan sisi terdalam akan menjadi lebih pendek. Namun sumbu normal (neutral axis) tidak berubah (constant). K-factor tergantung dari material, bending operation dan bend angle dengan nilai 0.25 < k < 0.5. Ketika proses bending sheet metal, tegangan sisa pada material tersebut, akan menyebabkan springback , dan terjadi sesaat setelah proses bending. DEFINITION

Springback   merupakan gaya balik yang ditimbulkan akibat pengaruh elastisitas bahan sheet metal pada proses metal forming dalam hal ini proses bending. Besarnya gaya balik ditentukan oleh nilai modulus elastisitas suatu bahan. Berdasarkan elastic recovery suatu bahan maka radius akhir bending (Rf) akan lebih besar dari radius pembentukan mula-mula (Ri) dan sudut akhir bending (θf) akan lebih kecil dari sudut mula -mula (θi). Rasio sudut akhir bending (θf) per sudut mula-mula (θi) disebut factor springback / rasio balikan pegas atau Ks. Nilai springback dipengaruhi beberapa faktor yaitu material, bending operation, sudut bending (θi)  dan radius bending mula-mula (Ri).

ANALYSIS

  = ( + 2)=(+ 2) …1  = + 2 = 2 +1 = 180−1 = …2  + 2 (2 +1) 180−2 Dimana :

 

= Sudut Bending akhir = Sudut Bending awal

T

= Tebal Plat (m)

Ri

= Radius bending mula-mula (m)

Rf

= Radius bending akhir (m)

Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa springback factor (Ks) hanya bergantung pada rasio R/T. jika nilai Ks = 1 maka tidak ada springback, sedangkan jika nilai Ks = 0 maka elastic recovery nya sempurna. Untuk menentukan springback factor digunakan approximate formula dari radius Ri/Rf dibawah ini :

 = 4() −3+1    Dimana : YS

= Yield Strength (N/m2)

E

= Modulus Elastisitas (N/m 2)

T

= Tebal Plat (m)

Ri

= Radius bending mula-mula (m)

Rf

= Radius bending akhir (m)

….3

Dibawah ini adalah grafik stress-strain yang memperlihatkan spring back pada material yang berbeda. A  –  C adalah garis yield strength, B adalah titik maksimum spring back pada material HSS.

:

Dibawah ini adalah tabel 1.1 springback factor (Ks) dari beberapa material Alloy Steel.

Pada prakteknya penambahan 2% - 8% pada sudut bending yang diinginkan dianjurkan agar didapatkan hasil yang optimal. Untuk material besi penambahannya lebih rendah dari baja.

SAMPLE CASE

Proses V-bending dengan data-data sebagai berikut: 

Profil Angle (α2)

= 108



Bending Radius (Rf)

= 8 mm



Material Alloy Steel 7075-T



Ketebalan (T)

= 2 mm

Hitung Radius punch (Ri) dan sudut punch (α1) Solution :

 = 8 = 4  2 Dari tabel 1.1 diatas dapat ditentukan bahwa nilai Ks = 0.915

2 2 +1 180−1 +   =  = +  = (2 +1) = 180−2 2  =(+ 2)− 2 =0.9158−1 −1 = 5.405  Sudut bending

=180 −2=180 −108 = 72 Sudut punch

  72    1=180 −=180 − = 180 −



 =101.13 0.915