Perhitungan Tonase Pembengkokan Mesin Press Brake: Rumus & Contoh

Perhitungan tonase mesin press brake merupakan salah satu langkah terpenting sebelum menekuk lembaran logam. Gaya yang dibutuhkan bergantung pada kekuatan tarik material, ketebalan lembaran, panjang tekukan, bukaan cetakan V, dan metode pembentukan. Perkiraan yang salah dapat menyebabkan tekukan yang tidak sempurna, defleksi yang berlebihan, keausan perkakas yang prematur, atau kelebihan beban mesin.

Panduan ini menjelaskan cara memperkirakan gaya tekuk yang dibutuhkan untuk tekukan udara 90°, menghitung kapasitas mesin yang praktis, dan memeriksa faktor-faktor yang dapat mengubah kebutuhan tonase akhir.

Apa yang Menentukan Tonase Mesin Press Brake?

Gaya lentur yang dibutuhkan terutama dikendalikan oleh lima variabel:

• Kekuatan tarik material: Material dengan kekuatan lebih tinggi membutuhkan gaya yang lebih besar daripada baja lunak.
• Ketebalan lembaran: Gaya lentur meningkat kira-kira sebanding dengan kuadrat ketebalan material.
• Panjang tekukan: Tekukan yang lebih panjang membutuhkan gaya total yang proporsional lebih besar.
• Pembukaan dadu V: Bukaan yang lebih kecil meningkatkan gaya yang dibutuhkan, sedangkan bukaan yang lebih lebar menguranginya.
• Metode pembentukan: Pembengkokan udara, pembengkokan bagian bawah, dan pencetakan koin memiliki persyaratan gaya yang sangat berbeda.

Rumus dan contoh di bawah ini dimaksudkan untuk perhitungan awal pembengkokan udara 90°. Pemilihan mesin akhir harus selalu dikonfirmasi dengan tabel tonase pabrikan mesin press brake dan kapasitas beban punch dan die yang dipilih.

Rumus Gaya Tekuk Mesin Press Brake

Jika kekuatan tarik dinyatakan dalam kgf/mm², rumus metrik berikut dapat digunakan untuk memperkirakan gaya tekuk udara yang dibutuhkan:

P = (1,42 × σb × S² × L) ÷ (1.000 × V)

Di mana:

• P = Gaya tekuk yang dibutuhkan dalam ton metrik
• σb = Kekuatan tarik material dalam kgf/mm²
• S = Ketebalan lembaran dalam milimeter
• L = Panjang tekukan dalam milimeter
• V = Bukaan cetakan V dalam milimeter

Jika kekuatan tarik diberikan dalam satuan N/mm², jangan masukkan nilai tersebut ke dalam rumus kgf/mm² tanpa konversi. Konversi praktisnya adalah:

1 kgf/mm² ≈ 9,81 N/mm²

Sebagai contoh, kekuatan tarik sebesar 45 kgf/mm² kira-kira sama dengan 441 N/mm². Mencampur kedua sistem satuan tersebut dapat menghasilkan nilai yang hampir sepuluh kali terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Contoh Soal: Baja Karbon 3 mm

Perhatikan benda kerja baja karbon tipe Q235 dengan kondisi pembengkokan awal sebagai berikut:

• Kekuatan tarik material: 45 kgf/mm²
• Ketebalan lembaran: 3 mm
• Panjang tekukan: 2.000 mm
• Pembukaan dadu V: 24 mm
• Metode pembentukan: Pembengkokan udara 90°

Masukkan nilai-nilai ini ke dalam rumus:

P = (1,42 × 45 × 3² × 2.000) ÷ (1.000 × 24)

P = 47,925 ton metrik

Oleh karena itu, gaya lentur yang dihitung kira-kira 48 ton.

Menambahkan Cadangan Kapasitas Praktis

Untuk penentuan ukuran mesin awal, cadangan praktis dapat ditambahkan untuk variasi material, kondisi perkakas, toleransi ketebalan lembaran, dan stabilitas produksi. Menggunakan cadangan 25% dalam contoh ini:

48 ton × 1,25 = 60 ton

Oleh karena itu, mesin press brake dengan kapasitas nominal minimal 60 ton dapat dipertimbangkan untuk aplikasi ini, dengan syarat panjang kerja mesin, kapasitas perkakas, distribusi beban, dan tabel pembengkokan dari pabrikan juga memenuhi persyaratan.

Cadangan tersebut merupakan tunjangan pemilihan mesin, bukan izin untuk melebihi kapasitas nominal mesin press brake atau peralatan.

Bagaimana Bukaan V-Die Mempengaruhi Tonase

Untuk pembengkokan udara konvensional pada baja lunak, bukaan cetakan V dengan ukuran sekitar delapan kali ketebalan lembaran biasanya digunakan sebagai referensi awal:

V ≈ 8 × S

Untuk lembaran setebal 3 mm, ini memberikan bukaan awal sebesar 24 mm. Namun, bukaan V akhir juga harus memenuhi radius dalam yang dibutuhkan, panjang flensa minimum, keuletan material, persyaratan kualitas permukaan, dan peralatan yang tersedia.

• A bukaan V yang lebih kecil menghasilkan radius tikungan yang lebih kecil tetapi membutuhkan tonase yang lebih besar.
• A bukaan V yang lebih lebar mengurangi gaya yang dibutuhkan tetapi meningkatkan radius bagian dalam alami.
• Bukaan yang sangat sempit dapat meningkatkan risiko goresan, keretakan, dan beban pada perkakas.
• Bukaan yang dipilih harus tetap kompatibel dengan dimensi flensa yang dibutuhkan.

Kekuatan Material dan Metode Pembentukan

Contoh di atas menggunakan baja karbon dengan asumsi kekuatan tarik sebesar 45 kgf/mm². Baja tahan karat, baja berkekuatan tinggi, dan paduan aluminium dapat memerlukan gaya yang berbeda meskipun ketebalan lembaran dan panjang tekukannya identik.

Untuk hasil yang dapat diandalkan, gunakan nilai kekuatan tarik dari sertifikat material sebenarnya atau pemasok material. Pengali material tetap hanya boleh digunakan sebagai perkiraan awal.

Metode pembentukan juga harus dikonfirmasi. Pembengkokan udara membutuhkan gaya yang lebih sedikit karena lembaran tidak sepenuhnya bersentuhan dengan sisi cetakan. Pembengkokan bawah dan pencetakan koin membutuhkan gaya yang jauh lebih besar dan tidak boleh dihitung hanya berdasarkan hasil pembengkokan udara saja.

Pemeriksaan Keamanan Sebelum Memilih Mesin Press Brake

Nilai tonase yang dihitung hanyalah salah satu bagian dari pemilihan mesin press brake. Sebelum produksi, pastikan semua hal berikut:

• Kapasitas nominal mesin melebihi kebutuhan produksi yang dihitung.
• Panjang tekukan yang dibutuhkan sesuai dengan panjang kerja mesin yang dapat digunakan.
• Punch, die, adapter, dan sistem penjepit mampu menahan beban.
• Batas tonase per meter pada peralatan tersebut tidak terlampaui.
• Bukaan berbentuk V sesuai dengan ketebalan lembaran, radius bagian dalam, dan panjang flensa.
• Beban terdistribusi dengan baik dan tidak menimbulkan pembebanan tidak seimbang yang membahayakan.
• Langkah mesin, jarak antar roda, kedalaman tenggorokan, dan tinggi bukaan sesuai dengan benda kerja.
• Kompensasi pembentukan lengkungan dipertimbangkan untuk panjang tekukan yang panjang.
• Benda kerja dan perkakas tidak boleh bertabrakan selama proses pembengkokan.

Untuk pelat tebal, bagian panjang, atau material berkekuatan tinggi, struktur rangka, defleksi meja, sistem perkakas, penanganan material, dan persyaratan pondasi harus ditinjau bersama dengan tonase yang dihitung.

Memilih Mesin Press Brake ZYMT yang Tepat

Anhui ZYMT CNC Machine Tool Co., Ltd., anak perusahaan manufaktur dari PREF Group, memasok konfigurasi mesin press brake untuk pembengkokan konvensional, produksi CNC, dan fabrikasi tugas berat.

Pemilihan mesin harus didasarkan pada material sebenarnya, ketebalan maksimum, panjang pembengkokan, persyaratan gambar, volume produksi, perkakas, dan fungsi CNC yang dibutuhkan—bukan hanya berdasarkan tonase saja.

Untuk produksi berulang dan suku cadang multi-tahap, tinjau opsi yang tersedia. Mesin press brake CNC. Pelat tebal dan komponen struktural yang panjang mungkin memerlukan desain khusus. rem tekan tonase besar.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apakah bukaan V-die yang lebih kecil membutuhkan tonase yang lebih besar?

Ya. Jika ketebalan lembaran, material, dan panjang tekukan tetap tidak berubah, mengurangi bukaan cetakan V akan meningkatkan gaya tekukan yang dibutuhkan. Beban perkakas dan persyaratan flensa minimum juga harus diperiksa.

Apakah bukaan berbentuk V dengan ketebalan delapan kali lipat selalu tepat?

Ukuran bukaan V ≈ 8 × ketebalan lembaran merupakan titik awal yang berguna untuk banyak aplikasi pembengkokan baja lunak dengan udara. Radius tekukan yang dibutuhkan, panjang flensa, kekuatan material, hasil akhir permukaan, dan ketersediaan peralatan mungkin memerlukan ukuran bukaan yang berbeda.

Apakah gaya yang dihitung dapat menyamai tonase maksimum mesin?

Produksi terus-menerus pada kapasitas maksimum yang tepat umumnya bukanlah pendekatan pemilihan yang disukai. Variasi proses harus dipertimbangkan, tetapi cadangan akhir harus dievaluasi bersama dengan pabrikan mesin dan batas beban peralatan.

Rekomendasi Akhir

Perhitungan tonase mesin press brake memberikan titik awal yang penting, tetapi tidak menggantikan grafik beban mesin dan perkakas. Konfirmasikan kekuatan tarik material, ketebalan lembaran, panjang tekukan, bukaan V, radius tekukan, metode pembentukan, dan kapasitas perkakas sebelum memilih mesin press brake.

Untuk rekomendasi khusus aplikasi, kirimkan kepada PREF Group informasi berikut: jenis material, ketebalan, panjang tekukan maksimum, gambar bagian, sudut yang dibutuhkan, dan volume produksi melalui halaman kontak. Tim teknis ZYMT dapat meninjau tonase yang dibutuhkan, panjang kerja, perkakas, kontrol CNC, dan konfigurasi opsional.