MESIN FRAIS

Pengerjaan logam dalam dunia manufaktur ada beberapa macam, mulai dari pengerjaan panas, pengerjaan dingin hingga pengerjaan logam secara mekanis. Pengerjaan mekanis logam biasanya digunakan untuk pengerjaan lanjutan maupun pengerjaan finishing, sehingga dalam pengerjaan mekanis dikenal beberapa prinsip pengerjaan, salah satunya adalah pengerjaan perataan permukaan dengan menggunakan mesin frais atau biasa juga disebut milling machine(Widarto, 2008).

Poses pemesinan frais (mill ing) adalah proses penyayatan benda kerja menggunakan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Proses penyayatan dengan gigi potong yang banyak yang mengitari pisau ini bisa menghasilkan proses pemesinan lebih cepat. Proses kerja pada pengerjaan dengan mesin frais dimulai dengan mencekam benda kerja, kemudian dilanjutkan dengan pemotongan dengan alat potong yang disebut cutter, dan akhirnya benda kerja akan berubah ukuran maupun bentuknya (Widarto, 2008).

Prinsip Kerja Mesin Frais

Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin frais. Spindel mesin fraismerupakan bagian dari sistem utama mesin frais yang bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan (Widarto, 2008).

Gerakan pemotongan pada cutter jika dikenakan pada benda kerja yang telah dicekam maka akan terjadi gesekan/tabrakan sehingga akan menghasilkan pemotongan pada bagian benda kerja.Hal ini dapat terjadi karena material penyusun cutter mempunyai kekerasan diatas kekerasan benda kerja (Widarto, 2008).

Klasifikasi Jenis Mesin Frais

Mesin frais yang digunakan dalam proses pemesinan ada tiga jenis,yaitu (Widarto, 2008):

1. Column and Knee Milling Machines.

Mesin jenis column and knee dibuat dalam bentuk mesin frais vertikal dan horizontal.

2. Bed Type Milling Machines.

Mesin frais tipe bed (bed type) memiliki produktivitas yang lebih tinggi dari pada jenis mesin frais yang pertama.

3. Special Purposes.

Produk pemesinan di industri pemesinan semakin kompleks, maka mesin frais jenis baru dengan bentuk yang tidak biasa telah dibuat.

Bagian-bagian Mesin Frais

1. Spindle utama

Merupakan bagian yang terpenting dari mesin milling. Tempat. Untuk mencekam alat potong.

2. Meja / table

Merupakan bagian mesin milling, tempat untuk clamping device atau benda kerja.

3. Motor drive

Merupakan bagian mesin yang berfungsi menggerakkan bagian – bagian mesin yang lain seperti spindle utama, meja ( feeding ) dan pendingin ( cooling ).

4. Tranmisi

Merupakan bagian mesin yang menghubungkan motor penggerak dengan yang digerakkan.

5. Knee

Merupakan bagian mesin untuk menopang / menahan meja mesin. Pada bagian ini terdapat transmisi gerakan pemakanan ( feeding ).

6. Column / tiang

Merupakan badan dari mesin. Tempat menempelnya bagian – bagian mesin yang lain.

7. Base / dasar

Merupakan bagian bawah dari mesin milling. Bagian yang menopang badan / tiang. Tempat cairan pendingin.

8. Control

Merupakan pengatur dari bagian – bagian mesin yang bergerak.

Kecepatan Potong dan Pemakanan

Keberhasilan pemotongan dengan mesin frais dipengaruhi oleh kemampuan pemotongan alat potong dan mesin. Kemampuan pemotongan tersebut menyangkut kecepatan potong dan pemakanan.

Kecepatan potong pada mesin frais dapat didefenisikan sebagai panjangnya bram yang terpotong oleh satu mata potong pisau frais dalam satu menit. Kecepatan potong untuk tiap-tiap bahan tidak sama. Umumnya makin keras bahan, makin kecil harga kecepatan potongnya dan juga sebaliknya. Kecepatan potong dalam pengefraisan ditentukan berdasarkan harga kecepatan potong menurut bahan dan diameter pisau frais. Jika pisau frais mempunyai diameter 100 mm maka satu putaran penuh menempuh jarak p x d = 3.14 x 100 = 314 mm. Jarak ini disebut jarak keliling yang ditempuh oleh mata pisau frais. Bila pisau frais berputar n putaran dalam satu menit, maka jarak yang ditempuh oleh mata potong pisau frais menjadi p x d x n. jarak yang ditempuh mata pisau dalam satu menit disebut juga dengan kecepatan potong (V).

Pemakanan juga menentukan hasil pengefraisan. Pemakanan maksudnya adalah besarnya pergeseran benda kerja dalam satu putaran pisau frais. Pemakanan mempengaruhi gerakan bram terlepas dari benda. Faktor dalamnya pemotongan dan tebalnya bram juga menentukan proses pemotongan. Besarnya pemakanan di hitung dengan rumus :

Dimana :

F   =   Besarnya pemakanan per menit

F   =   Besarnya pemakanan per mata pisau

T   =   Jumlah mata potong pisau

N   =   Jumlah putaran pisau per menit

Kepala Pembagi

Pada mesin frais selain mengerjakan pekerjaan-pekerjaan pengefraisan rata, menyudut, membelok, mengalur dan sebagainya, dapat pula mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang atau bersudut-sudut. Yang dimaksud dengan benda kerja yang berbidang-bidang adalah benda kerja yang mempunyai beberapa bidang atau bersudut atau beralur yang beraturan, misalnya:

• Segi banyak beraturan
• Batang beralur
• Roda gigi
• Roda gigi cacing, dsb

Kepala pembagi ini berfungsi untuk membuat bagian pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang tadi dalam sekali pencekaman. Dalam pelaksanaannya, operasi tersebut diatas ada 4 cara pembagian yang merupakan tingkatan, yaitu:

1. Pembagi langsung (direct indexing)
2. Pembagi sederhana (simple indexing)
3. Pembagi sudut (angel indexing)
4. Pembagi diferensial (differensial indexing)

Keempat cara tersebut diatas memang merupakan tingkatan-tingkatan cara pengerjaan, artinya bila dengan cara pertama tidak bisa digunakan, kita gunakan cara kedua dan seterusnya.

Cara Kerja Kepala Pembagi

Cara kerja kepala pembagi adalah sebagai berikut: Pada kepala pembagi ini teipasang roda gigi cacing (worm gear) dan poros cacing (worm shaft). Apabila poros cacing diputar 1 putaran, maka roda gigi cacing akan berputar 1/40 putaran dan ada juga 1/80 putaran.

Untuk mengatur pembagian-pembagian tersebut, dilengkapi dengan plat pembagi (diving plat). Untuk memegang benda kerja dan alat-alat bantu lainnya dilengkapi dengan chuck dan kepala lepas (tail stock).

Untuk membuat segi banyak beraturan atau membuat roda gigi, dapat

menggunakan ramus sebagai berikut: n =      N

            Z

Dimana :

n  =   putaran poros cacing

N =   karakteristik kepala pembagi

Z =    jumlah alur atau gigi yang akan dibuat Plat pembagi dilengkapi dengan lubang-

          lubang pembagi dengan jumlah lubang masing-masing antara lain :    

         15,16,17,18,19,20,21,23,24,27,29,31, 33,37,39,41,43,47,49

contoh:

1. Suatu benda kerja haras dibagi menjadi 8 bagian dengan jarak sama.

Jawab:

n = N

       Z

= 40     = 5

    8

8 Putaran poros cacing 5 putaran setiap mengerjakan suatu bidang.

2. Suatu benda kerja harus dibagi menjadi 6 bagian sama.

Jawab :

n = N = 40 = 6 2/3 Z

6 Putaran poros cacing 6 2/3 putaran. Untuk tepatnya pembagian tersebut harus menggunakan plat pembagi yang memiliki lubang, apabila dibagi 3 hasilnya genap. Untuk ini dipilih pembagi dengan jumlah 21 sehingga putaran poros cacing diputar 6 putaran ditambah 14 lubang.

Daftar Pustaka :

• Yanuar, Syarief, dan Kusairi. Pengaruh Variasi Kecepatan Potong Dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Kekasaran Permukaan Dengan Berbagai Media Pendingin Pada Proses Frais Konvensional. Banjarbaru: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 03 No.1 pp 27-33, 2014.
• Herliansyah. Pengembangan CNC Retrofit Milling untuk Meningkatkan Kemampuan Mesin Milling Manual Dalam Pemesinan Bentuk-bentuk Kompleks. Yogyakarta: Jurnal Teknik Mesin, Vol. 29, No.1, Januari 2005.
• Navy A’ang dan Mahendra. Pengaruh Jenis Pahat, Kedalaman Pemakanan, Dan Jenis Cairan Pendingin Terhadap Tingkat Kekasaran Dan Kerataan Permukaan Baja St. 41 Pada Proses Milling Konvensional. Surabaya: Jurnal Teknik Mesin, Volume 03 Nomor 01 Tahun 2014, 40 – 48.
• Putut, Dwi, dan Rizki. Perancangan Alat Peraga Mesin Frais Vertikal Dengan Sistem Penggerak Pneumatik. Kediri: Jurnal Teknik Mesin, Volume 5, Nomor 1, Tahun 2014.