Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana peralatan tempa dipilih untuk aplikasi yang berbeda? Dalam artikel blog ini, kami akan membahas faktor-faktor utama yang memengaruhi pemilihan palu tempa, screw press, dan hot die forging press. Insinyur mekanik ahli kami akan memberikan wawasan tentang perhitungan tonase dan karakteristik kinerja, membantu Anda memahami cara mengoptimalkan proses penempaan Anda. Bersiaplah untuk menyelami dunia teknologi penempaan yang menarik!
Palu tempa cetakan, screw press, dan hot die forging press adalah tiga peralatan tempa utama dalam industri tempa.
Meskipun masing-masing teknologi telah dikembangkan selama bertahun-tahun, namun memiliki kemampuan yang berbeda, karena karakteristik performanya yang unik.
Tonase tempa mengacu pada gaya maksimum (biasanya diukur dalam ton) yang dapat ditahan oleh mesin tempa. Gaya ini cukup untuk mengubah bentuk logam secara plastis, sehingga menghasilkan tempa yang diperlukan.
Menurut definisi dari Asosiasi Penempaan China, tempa besar adalah produk tempa bebas yang diproduksi oleh mesin hidrolik dengan berat lebih dari 1000 ton dan palu tempa bebas dengan berat lebih dari 5 ton, serta tempa yang diproduksi oleh peralatan penempaan cetakan panas dengan berat lebih dari 6000 ton dan palu tempa cetakan dengan berat lebih dari 10 ton.
Dalam aplikasi praktis, memilih tonase tempa yang sesuai melibatkan pertimbangan berbagai faktor, termasuk ukuran, bentuk, dan tingkat deformasi yang diperlukan dari tempa.
Misalnya, tonase screw press dapat dihitung dengan menggunakan rumus P = p/q = (64 ~ 73) F/q, di mana P adalah tonase screw press (KN), p adalah gaya deformasi yang diperlukan untuk penempaan cetakan (KN), dan F adalah area proyeksi penempaan beserta flash (cm)2).
Selain itu, metode perhitungan teoretis dan rumus empiris juga digunakan untuk menentukan tonase peralatan.
1.1 Karakteristik kinerja
Palu tempa cetakan adalah peralatan tempa yang digunakan untuk memproduksi berbagai tempa cetakan dalam kondisi produksi batch menengah hingga besar.
Serbaguna dan dapat digunakan untuk beberapa jenis cetakan penempaan.
Karena strukturnya yang sederhana, produktivitas tinggi, biaya rendah, dan kemampuan beradaptasi terhadap proses penempaan cetakan, maka alat ini banyak digunakan sebagai peralatan penempaan.
Peran palu tempa dalam industri penempaan modern bergantung pada faktor-faktor berikut:
Keuntungan utama dari palu tempa adalah kecepatan tumbukannya yang cepat, yang menghasilkan waktu kontak yang singkat dengan cetakan dan membuatnya ideal untuk situasi yang memerlukan deformasi kecepatan tinggi untuk mengisi cetakan.
Ini termasuk tempa dengan pelat bergaris tipis, bentuk yang kompleksdan persyaratan toleransi berat yang ketat.
Karena karakteristik pengoperasiannya yang cepat dan fleksibel, kamera ini memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat dan kadang-kadang disebut sebagai peralatan "universal".
Oleh karena itu, ini khususnya cocok untuk produksi berbagai jenis dan ukuran batch kecil.
Dari segi efektivitas biaya, palu tempa adalah yang paling menguntungkan peralatan pembentuk.
1.2 Bagaimana memilih palu tempa
Energi tumbukan maksimum palu tempa adalah parameter yang paling penting untuk menentukan kapasitas kerjanya.
Apabila memilih energi tumbukan palu yang diperlukan, rumus berikut ini bisa digunakan sebagai acuan:
E = 25 （3,5 ～ 6,3） KFtotal
Dalam rumus:
Ketika dalam produksi batch dan produktivitas tinggi diperlukan, rumus menggunakan nilai batas atas 6,3. Dalam kasus di mana langkah penempaan akhir dapat dilakukan dan produktivitas tidak menjadi perhatian, batas bawah 3,5 digunakan.
2.1 Karakteristik kinerja
Mesin press ulir cocok untuk proses penempaan cetakan, upsetting, pengepresan presisi, koreksi, pemangkasan, dan pembengkokan.
Namun, kapasitas beban eksentrik rata-ratanya secara signifikan lebih kecil dibandingkan dengan penempaan cetakan panas tekan dan palu tempa.
Akibatnya, ini tidak sesuai untuk operasi pemanasan multi-proses (seperti pembersihan kerak, pra-penempaan, dan pemangkasan).
Oleh karena itu, apabila menggunakan screw press untuk penempaan akhir, peralatan tambahan diperlukan untuk melakukan proses tambahan.
Karakteristik penempaan cetakan dari screw press ditentukan oleh performa peralatan.
Karena screw press memiliki karakteristik kerja ganda dari palu penempaan cetakan dan mesin penempaan cetakan panas, maka mesin ini memiliki fitur-fitur berikut ini:
Oleh karena itu, die tempa screw press memiliki karakteristik berikut ini:
Penggunaan screw press untuk penempaan cetakan dibatasi oleh faktor-faktor yang tidak menguntungkan, termasuk tonase peralatan, kecepatan pengoperasian yang rendah, dan kebutuhan akan peralatan tambahan untuk pengosongan. Ini biasanya digunakan untuk produksi batch kecil dan menengah untuk tempa berukuran kecil hingga menengah.
2.2 Kemampuan beradaptasi dengan penempaan cetakan lainnya press
Mesin press ulir beroperasi dengan menggunakan energi tumbukan dan memiliki karakteristik kerja yang serupa dengan karakteristik kerja palu tempa cetakan. Stroke dari slider press dapat disesuaikan dan dapat dikembalikan ke posisi apa pun sebelum mencapai titik terendah. Jumlah energi tumbukan dan jumlah tumbukan dapat dikontrol berdasarkan pekerjaan deformasi yang diperlukan dari penempaan.
Namun, selama penempaan, ketahanan deformasi penempaan diimbangi oleh deformasi elastis dari sistem penutupan unggun. Mesin press ulir memiliki struktur yang mirip dengan mesin press tempa panas, sehingga menjadikannya sebagai alat penempaan cetakan yang memiliki kapasitas kelebihan beban dalam jumlah tertentu.
Kapasitas beban eksentrik rata-rata dari screw press lebih kecil dibandingkan dengan hot forging press dan CNC die forging hammer, sehingga hanya cocok untuk penempaan cetakan slot tunggal. Peralatan tambahan mungkin diperlukan untuk menyelesaikan proses tambahan saat menggunakan screw press untuk penempaan akhir.
Penggeser screw press memiliki kecepatan langkah yang lebih lambat dan frekuensi operasi yang lebih rendah, dan hanya dapat melakukan deformasi pemogokan tunggal dalam satu alur. Selama deformasi pukulan tunggal, bagian tengah blank mengalami deformasi yang signifikan, menyebabkannya mengalir secara horizontal dan membentuk tepi berkedip yang besar, sehingga sulit untuk mengisi logam dalam alur yang dalam dan meningkatkan kemungkinan pelipatan dibandingkan dengan penempaan palu. Hal ini khususnya terlihat jelas untuk penempaan dengan bentuk penampang yang rumit.
Selain itu, screw press memiliki fleksibilitas yang buruk dan umur die yang lebih pendek dibandingkan dengan sebuah CNC palu tempa mati. Sangat cocok untuk menempa komponen dengan bentuk yang relatif sederhana, persyaratan presisi rendah, dan energi deformasi tinggi. Energi dan frekuensi pemukulan biasanya ditentukan oleh operator berdasarkan pekerjaan deformasi yang diperlukan untuk penempaan.
Namun, screw press memiliki kinerja kontrol yang buruk dibandingkan dengan palu tempa cetakan CNC, yang menyebabkan kualitas penempaan yang tidak stabil dan kesulitan dalam otomatisasi. Biasanya digunakan untuk produksi batch kecil hingga menengah dari bagian tempa kecil hingga menengah.
2.3 Cara memilih tekan sekrup
Rumus perhitungan untuk memilih tonase screw press adalah sebagai berikut:
1）P = p/q = (64 ～ 73) F/q
Dalam rumus:
(1) Untuk penempaan yang membutuhkan langkah deformasi, deformasi, dan pekerjaan deformasi yang besar untuk penempaan cetakan, nilai q harus berada di antara 0,9 dan 1,1.
② Untuk penempaan yang membutuhkan langkah deformasi yang lebih kecil dan pekerjaan deformasi untuk penempaan cetakan, nilai q adalah 1,3.
③ Untuk penempaan yang hanya memerlukan langkah deformasi kecil, tetapi memerlukan gaya deformasi besar untuk pengepresan presisi, nilai q adalah 1,6.
2） P = (17,5 ～ 28) K-Ftotal(KN)
Dalam rumus:
Rumus di atas berlaku untuk perhitungan tonase peralatan yang diperlukan untuk pukulan tempa ganda hingga tiga kali lipat. Jika diperlukan satu langkah penempaan, perhitungannya harus dikalikan dua.
3.1 Karakteristik kinerja
Karakteristik penempaan cetakan pada mesin cetak tempa panas ditentukan oleh desain struktural mesin cetak. Mesin ini memiliki fitur-fitur penting berikut ini:
Kekakuan rangka mesin press tempa panas dan mekanisme hubungan engkol tinggi, menghasilkan deformasi elastis minimal selama pengoperasian, sehingga menghasilkan presisi yang lebih tinggi pada tempa yang dihasilkan.
Slider memiliki struktur tambahan seperti hidung, meningkatkan panjang pemandu dan meningkatkan presisi pemandu. Dengan pemandu yang presisi dan penggunaan die gabungan dengan perangkat pemandu, mesin tempa panas mampu menghasilkan tempa dengan presisi yang lebih tinggi. Alur setiap langkah dibuat pada insert yang nyaman dan diamankan ke bekisting universal menggunakan sekrup pengencang, sehingga tidak ada serangan balik selama pengoperasian.
Langkah kerja mesin cetak sudah ditetapkan, dengan satu langkah yang diselesaikan dalam satu gerakan dan dilengkapi perangkat pelontar otomatis.
3.2 Kemampuan beradaptasi dengan peralatan die forging lainnya:
Mesin tempa cetakan panas memiliki langkah tertentu dan beroperasi pada kecepatan lambat, yang memungkinkan blanko mengalami deformasi yang sudah ditentukan sebelumnya dalam satu langkah. Namun demikian, hal ini menghasilkan deformasi yang signifikan di bagian tengah billet, menyebabkannya mudah mengalir ke arah horizontal dan membentuk flash besar, yang mencegah logam di alur yang dalam terisi secara efektif.
Selain itu, pelipatan tempa lebih mungkin terjadi daripada memalu, khususnya untuk tempa dengan bentuk penampang yang rumit.
Untuk mengatasi tantangan ini, perlu menggunakan langkah pengosongan untuk mendekatkan blank ke bentuk penempaan yang diinginkan, yang membutuhkan desain langkah penempaan cetakan yang cermat. Di sisi lain, palu tempa cetakan memiliki jumlah pukulan yang tinggi per menit dan dapat mengontrol berat palu untuk memenuhi persyaratan deformasi blank. Hal ini membuatnya lebih mudah untuk mengoperasikan dan menempa tempa, seperti memanjangkan dan menggulung.
Namun demikian, proses penggulungan dan penggulungan panjang sulit dilakukan pada mesin tempa panas. Untuk blanko tipe batang panjang dengan perbedaan penampang yang besar, peralatan lain seperti palu udara, penempaan gulungan atau mesin tempa datar harus digunakan untuk pengosongan dan peregangan/penggulungan.
Mesin tempa panas juga menghadapi kesulitan dalam menghilangkan kerak oksida pada permukaan blanko, khususnya pada bagian ujungnya, yang mudah ditekan ke dalam permukaan tempa.
Untuk menghindari hal ini, pemanasan listrik dan metode pemanasan bebas oksidasi lainnya harus digunakan. Mesin tempa panas mengadopsi cetakan gabungan dengan perangkat pemandu, dan alur setiap langkah dibuat pada sisipan yang nyaman.
Desain ini membuat ukuran cetakan sisipan jauh lebih kecil daripada ukuran palu, sehingga secara efektif menghemat bahan cetakan dan membuat pembuatan, penggunaan, serta perbaikan cetakan sisipan menjadi lebih nyaman.
3.3 Bagaimana memilih mesin tempa cetakan panas
Tonase mesin tempa panas ditentukan berdasarkan ketahanan maksimum terhadap deformasi pada akhir proses penempaan. Tekanan tempa (P) dapat dihitung dengan menggunakan rumus empiris berikut ini:
P = (64 ～ 73) KF
Dalam rumus:
Untuk tempa dengan bentuk yang sederhana, permukaan bundar yang besar, rusuk yang rendah dan tebal, serta dinding yang tebal, koefisien kerumitan memiliki nilai yang kecil, dan yang terjadi adalah sebaliknya.
|
Item | Palu uap | Tekan sekrup | Tekan engkol |
Palu tempa mati |
| Kecepatan serangan (m/s) | 4～7 | 0.6～0.8 | 0.3～0.7 | 4～6 |
| Waktu pemogokan dingin (ms) | 2～3 | 30～60 | 30～60 | 2～3 |
| Waktu pembentukan (ms) | 5～15 | 30～150 | 80～120 | 5～15 |
| Frekuensi pemogokan | 80～100 | 6～15 | 40～80 | 80～110 |
| Fleksibilitas | Bagus. | Buruk | Buruk | Bagus. |
| Rasio investasi | 1 | 1～2 | 4 | 2 |
| Kemampuan beradaptasi | Batch kecil multi-variasi | Bagian tunggal dalam jumlah besar | Bagian tunggal dalam jumlah besar | Batch kecil multi-variasi |
| Kompleksitas struktur | Paling sederhana | Rata-rata | Paling rumit | Sederhana |
| Gelar otomasi | Buruk | Buruk | Bagus. | Bagus. |
| Prinsip penempaan | Beberapa pembentukan palu | Satu pembentukan dampak | Pembentukan tekanan statis | Beberapa pembentukan palu |
| Akurasi kerja | Buruk | Buruk | Tinggi | Tinggi |
| Perbandingan konsumsi energi | 15 | 2～3 | 3 | 1 |
Ketika memilih peralatan tempa dengan kemampuan serupa, hubungan konversi antara kapasitas peralatan tempa adalah sebagai berikut: palu tempa die 25KJ (palu kerja ganda 1 ton) setara dengan mesin tempa panas 10.000 KN, yang pada gilirannya setara dengan mesin screw 3.500 hingga 4.000 KN.
Memilih tonase tempa yang sesuai memerlukan pertimbangan awal mengenai ukuran dan deformasi bagian yang ditempa. Untuk berbagai jenis tempa, peralatan tempa yang diperlukan, konsumsi unit daya bahan bakar, konsumsi cetakan, dan banyak lagi yang bervariasi, yang berarti pilihan tonase harus didasarkan pada keadaan spesifik tempa.
Misalnya, paduan titanium memiliki ketahanan yang tinggi terhadap deformasi selama proses penempaan, jadi ketika memilih peralatan tonase penempaan, perhatian khusus harus diberikan pada ukuran dan deformasi komponen.
Terlebih lagi, tingkat penempaan merupakan pertimbangan penting.
Secara umum, tempa dengan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi dapat menahan beban dan tekanan yang lebih besar, yang berarti tingkat tempa juga harus diperhitungkan saat memilih tonase tempa. Sebagai contoh, baja grade 3 memiliki kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi daripada baja grade 2, sehingga memilih tonase tempa mungkin memerlukan peralatan yang lebih besar untuk memenuhi kebutuhan pemrosesannya.
Memilih tonase tempa yang tepat membutuhkan pertimbangan komprehensif terhadap ukuran dan deformasi tempa, tingkat material, dan biaya produksi.
Dalam praktiknya, hal ini dapat dicapai dengan menghitung tonase tekanan tempa dan mengatur posisi rongga cetakan sehubungan dengan ruang kerja dan struktur peralatan, yang memungkinkan desain keseluruhan komponen cetakan tempa. Hal ini tidak hanya memastikan kualitas tempa tetapi juga kontrol yang efektif atas biaya produksi.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR