Tugas ke 4

Pengertian Mesin Frais

            Mesin frais (milling machine) adalah mesin perkakas yang dalam proses kerja pemotongannya dengan menyayat atau memakan benda kerja menggunakan alat potong bermata banyak yang berputar (multipoint cutter). Pisau frais dipasang pada sumbu atau arbor mesin yang didukung dengan alat pendukung arbor. Pisau tersebut akan terus berputar apabila arbor mesin diputar oleh motor listrik, agar sesuai dengan kebutuhan, gerakan dan banyaknya putaran arbor dapat diatur oleh operator mesin frais (Rasum, 2006).

3.2       Bentuk Pengfraisan

            Mesin frais mempunyai beberapa hasil bentuk yang berbeda, dikarenakan cara pengerjaannya. Berikut ini bentu-bentuk pengfraisan yang bisa dihasilkan oleh mesin frais.

1. Bidang rata datar

2. Bidang rata miring menyudut

3. Bidang siku

4. Bidang sejajar

5. Alur lurus atau melingkar

6. Segi beraturan atau tidak beraturan

7. Pengeboran lubang atau memperbesar lubang

8. Roda gigi lurus, helik, paying, cacing

9. Nok/eksentrik, dll.

3.3       Jenis-Jenis Mesin Frais                                                      

Jenis-jenisnya terdiri dari mesin frais tiang dan lutut (column-and-knee), mesin frais hobbing (hobbing machines), mesin frais pengulir (thread machines), mesin pengalur (spline machines) dan mesin pembuat pasak (key milling machines). Untuk produksi massal biasanya dipergunakan jenis mesin frais banyak sumbu (multi spindles planer type) dan meja yang bekerja secara berputar terus-menerus (continuous action-rotary table) serja jenis mesin frais drum (drum type milling machines) (Efendi, 2010). Berikut ini ada macam-macam mesin frais:

a.    mesin frais horizontal atau bisa disebut dengan mesin frais mendatar dapat digunakan untuk mengejakan pekerjaan sebagai berikut ini antara lain:

·      mengfrais rata.

·      mengfrais ulur.

·      mengfrais roda gigi lurus.

·      mengfrais bentuk.

·      membelah atau memotong.

Gambar 3.1 Mesin Frais Horizontal

b.    mesin frais vertical atau bisa disebut dengan mesin frais tegak dapat digunakan untuk mengerjakan pekerjaan sebagai berikut:

·      mengfrais rata.

·      mengfrais ulur.

·      mengfrais bentuk.

·      membelah atau memotong.

·      mengebor.

Gambar 3.2 Mesin Frais Vertical

c.    Mesin frais universal adalah suatu mesin frais dengan kedudukan arbornya mendatar perubahan kearah vertikal dapat dilakukan dengan mengubah posisi arbor. Gerakan meja dari mesin ini dapat kearah memanjang, melintang, naik turun. Dan dapat diputar membuat sudut tertentu terhadap bodi mesin.

Gambar 3.3 Mesin Frais Universal

Selain ketiga mesin frais diatas ada beberapa jenis-jenis mesin frais yaitu mesin frais beddan mesin frais duplex.

Gambar 3.4 Mesin Frais Bed

Gambar 3.5 Mesin Frais Duple

3.4       Alat-Alat Potong Mesin Frais

            Mesin frais mempunyai beberapa alat potong yang mempunyai fungsi berbeda. Berikut ini alat-alat yang ada pada mesin frais :

1. Jenis-Jenis Pisau Frais

Pisau mesin frais atau Cutter mesin frais baikhorisontal maupun vertical memiliki banyak sekali jenis dan bentuknya. Pemilihan pisau frais berdasarkan pada bentuk benda kerja, serta mudah atau kompleksnya benda kerja yang akan dibuat.

a.    Pisau mantel

Pisau jenis ini dipakai pada mesin frais horizontal. Biasanya digunakan untuk pemakanan permukaan kasar (Roughing) dan lebar.

Gambar 3.6 Pisau Mantel

b.    Pisau alur

Pisau alur berfungsi untuk membuat alur pada bidang permukaan benda kerja. Jenis pisau ini ada beberapa macam yang penggunaanya disesuaikan dengan kebutuhan.

Gambar 3.7 Pisau Alur

c.    Pisau frais bergigi 

     Pisau jenis ini digunakan untuk membuat roda gigi sesuai jenis dan jumlah gigi yang diinginkan. Pada pisau bergigi ini benda yang tersayat akan lebih cepat, dikarenakan bentuk pisaunya yang bergigi.

Gambar 3.8 Pisau Frais Bergigi

d.    Pisau frais radius cekung dan cembung

Pisau jenis ini digunakan untuk membuat benda kerjanya yang bentuknya memiliki radius dalam (cembung atau cekung). Pisau frais radius cekung proses kerjanya sama dengan pisau radius cembung hanya saja yang membedakan  adalah bentuk pisau yang berbeda.

Gambar 3.9 Pisau Frais Radius Cekung

Gambar 3.10 Pisau Frais Radius Cembung

e.    Pisau frais alur T

     Pisau ini hanya digunakan untuk membuat alur berbentuk T seperti halnya pada meja mesin frais. Benda kerja yang akan disayat diatur dengan selera operator, sehingga menghasilkan bentuk sayatan yang diinginkan.

Gambar 3.11 Pisau Frais Alur T

f.      Pisau frais sudut

Pisau ini berguna untuk membuat alur berbentuk sudut yang hasilnya sesuai sudut pisau yang digunakan. Pisau jenis ini memiliki sudut-sudut yang berbeda diantaranya 30, 45, 50, 60, 70, 80 derajat.

Gambar 3.12 Pisau Frais Sudut

g.    Pisau jari

Ukuran pisau jenis ini sangat bervariasi mulai ukuran kecil sampai ukuran besar.  Pada pengoperasiannya biasanya dipakai untuk membuat alur pada bidang datar atau pasak dan jenis pisau ini pada umumnya dipasang pada posisi tegak (mesin frais vertical).

Gambar 3.13 Pisau Frais Jari

h.    Pisau frais muka dan sisi

Jenis pisau ini memiliki mata sayat dimuka dan disisi, dapat digunakan untuk mengfrais bidang rata dan bertingkat.

Gambar 3.14 Pisau Frais Muka dan Sisi

i.      Pisau frais pengasaran

Pisau jenis ini mempunyai satu ciri khas yang berbeda sisinya berbentuk alur helik. Cara tersebut dapat digunakan untuk menyatat benda kerja dari sisi potong cutter sehingga potongan pisau ini mempu melakukan penyayatan yang cukup besar.

Gambar 3.15 Pisau Frais Pengasaran

j.      Pisau frais gergaji

Pisau jenis ini digunakan untuk memotong atau membelah benda kerja. Selain itu juga dapat digunakan untuk membuat alur yang memiliki ukuran lebar kecil.

Gambar 3.16 Pisau Frais Gergaji

3.5       Alat Bantu Mesin Frais

Mesin frais dalam pengoperasiannya diperlukan suatu alat bantu yang berguna untuk membantu pekerjaan dalam pengefraisan (Umaryadi, 2007). Berikut ini alat bantu pada mesin frais:

a.    Arbor

Arbor adalah tempat memasang pisau frais pada setiap mesin. Disepanjang arbor dibuat alur pasak yang sama ukuranya dengan alur pasak yang terdapat pada ring penjepit pisau yang sesuai dengan alur pasak yang terdapat pada pisau frais. Alat ini berbentuk bulat panjang dengan panjang salah satu bagian ujung berbentuk tirus, sementara ujung lainnya berulir. Poros ini dilengkapi dengan cincin (ring penekan) yang dinamakan collets.

d.    Collets

Collets berfungsi untuk mencekap mata potong. Khususnya pada proses pembuatan lubang dan taper.

e.    Ragum

     Ragum merupakan alat bantu yang digunakan untuk mencekam benda kerja agar posisinya tidak berubah sewaktu difrais.

f.      Kepala lepas

Kepala lepas berguna untuk menyangga benda kerja yang dikerjakan dengan diving head atau kepala lepas. Hal tersebut agar benda kerja tidak terangkat atau tertekan kebawah pada waktu penyayatan.

g.    Kepala pembagi

Kepala pembagi merupakan salah satu yang sering dipakai dan ditempatkan dalam meja mesin. Alat ini digunakan untuk proses pembuatan alur, roda gigi, dan lain-lain

h.    Meja putar

Meja putar di gunakan untuk mengfrais benda kerja dengan bentuk bervariasi dan melingkar, pengfrisan dapat dilakukan pada meja putar. Dengan alat ini pengfraisan dapat dilakukan secara melingkar.

Tugas ke 3

Pengertian Mesin Sekrap

 Mesin sekrap (shaping machine) disebut pula mesin ketam atau serut. Mesin ini digunakan untuk mengerjakan bidang-bidang yang rata, cembung, cekung, beralur, dan lain-lain pada posisi mendatar, tegak, ataupun miring. Mesin sekrap adalah suatu mesin perkakas dengan gerakan utama lurus bolak-balik secara vertikal maupun horizontal (Widarto,  2008)

  Mesin sekrap (shaping machine) adalah mesin perkakas yang mempunyai gerak utama bolak-balik horizontal dan berfungsi untuk merubah bentuk dan ukuran benda kerja sesuai dengan yang dikehendaki. Cara kerja pada mesin sekrap, gerakan berputar dari motor diubah menjadi gerak lurus atau bolak-balik melalui blok geser dan lengan penggerak. Posisi langkah dapat diatur dengan spindel posisi dan untuk mengatur panjang langkah dengan bantuan blok geser.

a.         Faktor-faktor yang mempengaruhi proses penyayatan pada mesin sekrap adalah sebagai berikut:

1.    Kekerasan bahan yang disekrap

2.    Kekerasan bahan padat

3.    Kecepatan langkah

4.    Derajat kehalusan

5.    Derajat kehalusan yang diinginkan (pengasaran atau penghalusan/finishing)

6.    Kemampuan mesin jika pemakanan terlalu dalam, maka kemungkinan pahat akan bengkok atau mesin berhenti.

b.    Mesin sekrap mempunyai beberapa bentuk pahat. Berikut bentuk-bentuk  pahat pada mesin sekrap:

1.    Pahat bengkok kiri

2.    Pahat bengkok kanan                 

3.    Pahat ujung bulat

4.    Pahat lurus kiri                           

5.    Pahat lurus kanan

6.    Pahat ujung segi empat

7.    Pahat lurus

8.    Pahat leher angsa

c.       Selain itu mesin sekrap juga mempunyai sudut-sudut pahat terdapat enam jenis pahat yang dapat digunakan yaitu:

1.    Sudut potong (cutting angel)

2.    Sudut bibir potong (lip angel)

3.    Sudut bebas ujung atau muka (end relif)

4.    Sudut tatal belakang (back rack angel)

5.    Sudut sisi sayat (side rack angel)

6.    Sudut sisi bebas (side clearance)

d.       pekerjaan yang bisa dilakukan dengan mesin sekrap antara lain sebagai berikut:

1.   Meratakan bidang baik bidang datar, bidang tegak maupun bidang miring

2.    Membuat alur : alur pasak, alur V, alur ekor burung

3.    Membuat bidang bersudut atau bertingkat

4.    Membentuk, yaitu mengerjakan bidang-bidang yang tidak beraturan.

4.2.      Jenis-Jenis Mesin Sekrap

Mesin sekrap adalah mesin yang relatif sederhana. Biasanya digunakan dalam ruang alat atau untuk mengerjakan benda kerja yang jumlahnya satu atau dua buah untuk prototype (benda contoh). Pahat yang digunakan sama dengan pahat bubut. Proses sekrap tidak terlalu memerlukan perhatian/ konsentrasi bagi operatornya ketika melakukan penyayatan. Mesin sekrap yang sering digunakan adalah mesin sekrap horizontal. Selain itu, ada mesin sekrap vertikal yang biasanya dinamakan mesin slotting/slotter. Proses sekrap ada dua macam yaitu proses sekrap (shaper) dan planner. Proses sekrap dilakukan untuk benda kerja yang relatif kecil, sedang proses planner untuk benda kerja yang besar (http://en.wikipedia.org/wiki/Scrap)

4.2.1    Mesin Sekrap Datar atau Horizontal (Shaper)

Mesin jenis ini umum dipakai untuk produksi dan pekerjaan serbaguna terdiri atas rangka dasar dan rangka yang mendukung lengan horizontal. Benda kerja didukung pada rel silang sehingga memungkinkan benda kerja untuk digerakkan ke arah menyilang atau vertikal dengan tangan atau penggerak daya. Pada mesin ini pahat melakukan gerakan bolak-balik, sedangkan benda kerja melakukan gerakan ingsutan. Panjang langkah maksimum sampai 1.000 mm, cocok untuk benda pendek dan tidak terlalu berat.

Gambar 4.1 Mesin Sekrap Horizontal

4.2.2    Mesin Sekrap Vertikal (Slotter)

Mesin sekrap jenis ini digunakan untuk pemotongan dalam, menyerut dan bersudut serta untuk pengerjaan permukaan-permukaan yang sukar dijangkau. Selain itu mesin ini juga bisa digunakan untuk operasi yang memerlukan pemotongan vertikal Gerakan pahat dari mesin ini naik turun secara vertikal, sedangkan benda kerja bisa bergeser ke arah memanjang dan melintang. Mesin jenis ini juga dilengkapi dengan meja putar, sehingga dengan mesin ini bisa dilakukan pengerjaan pembagian bidang yang sama besar.

Gambar 4.2 Mesin Sekrap Vertikal

4.2.3    Mesin Planner

Digunakan untuk mengerjakan benda kerja yang panjang dan besar (berat). Benda kerja dipasang pada eretan yang melakukan gerak bolak-balik, sedangkan pahat membuat gerakan ingsutan dan gerak penyetelan. Lebar benda ditentukan oleh jarak antartiang mesin. Panjang langkah mesin jenis ini ada yang mencapai 200 sampai 1.000 mm.

Gambar 4.3 Mesin Sekrap Planner

4.3.            Bagian-Bagian pada Mesin Sekrap

Mesin sekrap memiliki bagian atau komponen utama dengan fungsi yang berbeda-beda (Rasum, 2006). Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai bagian utama pada mesin sekrap tersebut.

4.3.1    Bagian Utama Mesin

     1.    Badan mesin

    Merupakan keseluruhan mesin tempat mekanik penggerak dan tuas pengatur,

2.         Meja mesin

Fungsinya merupakan tempat kedudukan benda kerja atau penjepit benda kerja. Meja mesin didukung dan digerakkan oleh eretan lintang dan eretan tegak. Eretan lintang dapat diatur otomatis.

3.          Lengan

            Fungsinya untuk menggerakan pahat maju mundur. Lengan diikat dengan engkol menggunakan pengikat lengan. Kedudukan lengan di atas badan dan dijepit pelindung lengan agar gerakannya lurus.

4.         Eretan pahat

       Fungsinya untuk mengatur ketebalan pemakanan pahat. Dengan memutar roda pemutar maka pahat akan turun atau naik. Ketebalan pamakanan dapat dibaca pada dial. Eretan pahat terpasang di bagian ujung lengan dengan ditumpu oleh dua buah mur baut pengikat. Eretan dapat dimiringkan untuk penyekrapan bidang bersudut atau miring. Kemiringan eretan dapat dibaca pada pengukur sudut eretan.

5.         Pengatur kecepatan

Fungsinya untuk mengatur atau memilih jumlah langkah lengan mesin per menit. Untuk pemakanan tipis dapat dipercepat. Pengaturan harus pada saat mesin berhenti.

6.         Tuas panjang langkah

                 Berfungsi mengatur panjang pendeknya langkah pahat atau lengan sesuai panjang benda yang disekrap. Pengaturan dengan memutar tap ke arah kanan atau kiri.

7.         Tuas posisi pahat

                      Tuas ini terletak pada lengan mesin dan berfungsi untuk mengatur kedudukan pahat terhadap benda kerja. Pengaturan dapat dilakukan setelah mengendorkan pengikat lengan.

8.         Tuas pengatur gerakan otomatis meja melintang

Untuk menyekrap secara otomatis diperlukan pengaturan-pengaturan panjang engkol yang mengubah gerakan putar mesin pada roda gigi menjadi gerakan lurus meja. Dengan demikian meja melakukan gerak ingsutan (feeding).

4.3.2    Alat Potong

1.    Prinsip dasar pemotongan

  Pahat bergerak maju mundur, benda kerja bergerak ke arah melintang.

            Pemotongan hanya terjadi pada gerak langkah maju, pada saat langkah mundur, benda kerja bergeser.

2.         Bentuk pahat sekrap

Pahat mesin sekrap memiliki beberapa macam jenis. Berikut ini macam-macam pahat mesin sekrap.

       a. pahat sekrap kasar lurus

b. pahat sekrap kasar lengkung

   c. pahat sekrap datar

d. pahat sekrap runcing

e. pahat sekrap sisi

f. pahat sekrap sisi kasar

g. pahat sekrap sisi datar.

h. pahat sekrap profil .

i. pahat sekrap masuk ke dalam atau pahat sekrap masuk ke luar lurus.

j. pahat sekrap masuk dalam atau pahat sekrap masuk ke luar diteruskan

3.  Sudut asah pahat

Sudut sudut pahat pada mesin sekrap

α = sudut bebas

β = sudut mata potong (baji)

γ = sudut buang

δ = sudut potong (α + β )

4.  Jenis bahan pahat

a.    H.S.S

Pahat ini digunakan untuk memotong material yang mempunyai tegangan tarik tinggi.

b.    Carbide

     Pahat ini digunakan untuk benda-benda tuangan.

4.3.3    Elemen Dasar dan Perencanaan Proses Sekrap

Elemen pemesinan dapat dihitung dengan rumus-rumus yang identik dengan elemen pemesinan proses pemesinan yang lain. Pada proses sekrap gerak makan (f) adalah gerakan pahat per langkah penyayatan, kecepatan potong adalah kecepatan potong rata-rata untuk gerak maju dan gerak kembali dengan perbandingan kecepatan = Vm/Vr. Harga Rs < 1.. Elemen dasar tersebut sebagai berikut:

1. Kecepatan potong rata-rata

2. Kecepatan makan

3. Waktu pemotongan

Selain itu mesin sekrap memiliki tiga macam tool holder antara lain sebagai berikut:

a.    Tool holder lurus

b.    Tool holder bengkok

c.    Universal tool holder