Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia 2015 Teknik Pemesinan Frais 2 SMK / MAK Kelas XI Semester 4 Teknik Pemesinan Frais 2 i
DISKLAIMER (DISCLAIMER) Penulis : Editor Materi : Editor Bahasa : Ilustrasi Sampul : Desain & Ilustrasi Buku : Hak Cipta @2015, Kementrian Pendidikan & Kebudayaan Milik Negara Tidak Diperdagangkan Semua hak cipta dilindungi undang-undang, Dilarang memperbanyak (mereproduksi), mendistribusikan, atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku teks dalam bentuk apapun atau dengan cara apapun, termasuk fotokopi, rekaman, atau melalui metode (media) elektronik atau mekanis lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit, kecuali dalam kasus lain, seperti diwujudkan dalam kutipan singkat atau tinjauan penulisan ilmiah dan penggunaan non-komersial tertentu lainnya diizinkan oleh perundangan hak cipta. Penggunaan untuk komersial harus mendapat izin tertulis dari Penerbit. Hak publikasi dan penerbitan dari seluruh isi buku teks dipegang oleh Kementerian Pendidikan & Kebudayaan. ii Teknik Pemesinan Frais 2
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i DISKLAIMER (DISCLAIMER)... ii DAFTAR ISI...iii DAFTAR GAMBAR... iv DAFTAR TABEL... vi PETA KEDUDUDUKAN BUKU TEKS BAHAN AJAR...vii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Deskripsi... 1 1.2. Petunjuk Penggunaan... 2 1.3. Tujuan Akhir... 2 1.4. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar... 2 1.5. Cek Kemampuan Awal... 5 BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN... 9 2.1. Deskripsi... 9 2.2. Kegiatan Belajar 3 Parameter Pemotongan Mesin frais... 9 2.3. Kegiatan Belajar 4 Teknik Pemesinan Frais... 19 BAB III PRAKTEK... 64 3.1. Tujuan Khusus Pembelajaran (TKP) :... 64 3.2. Peralatan... 64 3.3. Bahan... 64 3.4. Keselamatan Kerja... 64 3.5. Langkah Kerja... 64 3.6. Gambar Kerja... 66 BAB VI PENUTUP... 67 4.1. Kesimpulan... 67 4.2. Implikasi... 67 4.3. Tindak lanjut... 67 LAMPIRAN... 68 DAFTAR PUSTAKA... 72 Teknik Pemesinan Frais 2 iii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.41. Proses Pengerjaan pada mesin frais... 10 Gambar 2.42. Panjang langkah pengefraisan rata... 14 Gambar 2.43. Panjang langkah pengefraisan rata... 15 Gambar 2.44. Proses Pengerjaan pada mesin frais... 20 Gambar 2.45. Pemotongan searah... 21 Gambar 2.46. Pemotongan berlawanan arah... 21 Gambar 2.47. Pemasangan arbor... 22 Gambar 2.48. Membersihkan bagian tirus... 22 Gambar 2.49. Mengikat arbor... 23 Gambar 2.50. Pemasangan cutter dan kollar (ring arbor)... 23 Gambar 2.51. Pemasangan pendukung arbor... 23 Gambar 2.52. Pengecekan kesejajaran ragum... 24 Gambar 2.53. Pemasangan benda kerja pada ragum... 24 Gambar 2.54 a Setting nol diatas permukaan kerja dengan kertas... 25 Gambar 2.54 b Penandaan kedalaman pemakanan... 25 Gambar 2.55. Proses pemotongan benda kerja... 26 Gambar 2.56. Pemutaran handel pemakanan... 26 Gambar 2.57. Proses pengefraisan bidang rata dengan shell end mill cutter... 27 Gambar 2.58 Pengefraisan bidang permukaan miring... 27 Gambar 2.59. Pengefraisan bidang miring yang lebar... 27 Gambar 2.60. Blok-V... 28 Gambar 2.61. Pengefraisan blok-v... 28 Gambar 2.62. Pembuatan alur... 28 Gambar 2.63 Pembuatan alur pasak pada mesin frais horizontal... 29 Gambar 2.64. Pembuatan alur pasak dengan spindle mendatar... 29 Gambar 2.65. Pengefraisan alur pasak pada mesin frais tegak... 30 Gambar 2.66. Pengefraisan segiempat dengan endmill cutter... 30 Gambar 2.67. Pengefraisan persegi empat dengan shell endmill cutter... 31 Gambar 2.68. Boring head set... 31 Gambar 2.69. Pemasangan boring head pada mesin frais... 32 Gambar 2.70. Menggunakan Boring Head... 32 Gambar 2.71. Pemasangan senter bor... 33 iv Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.72. Cara mereamer pada mesin frais... 34 Gambar 2.73. Kepala pembagi dengan pelat pembagi... 35 Gambar 2.74. Kepala pembagi dengan penggerak roda cacing dan ulir cacing... 36 Gambar 2.75. Kepala pembagi dengan roda gigi cacing yang dilengkapi... 37 Gambar 2.76. Kepala Pembagi Universal Gambar 2.77. Prinsip Kerja Kepala Pembagi... 38 Gambar 2.78. Kepala pembagi dengan kelengkapan optic... 39 Gambar 2.79. Piring Pembagi... 39 Gambar 2.80. Kepala pembagi langsung.... 41 Gambar 2.81. Pelat/piring pembagi dengan alur V... 41 Gambar 2.82. Kepala pembagi universal... 42 Gambar 2.83. Pelat/piring pembagi... 43 Gambar 2.84. Pembagian alur jumlah 16... 45 Gambar 2.85. Alur pembagian differensial.... 47 Gambar 2.86. roda gigi... 51 Gambar 2.87. Cutter Type Plain... 52 Gambar 2.88. Cutter Type Stocking... 53 Gambar 2.89. Menggunakan mandrel.... 55 Gambar 2.90. Kepala pembagi diputar vertical.... 56 Gambar 2.91. Menggunakan meja putar.... 56 Gambar 2.92. Menggunakan siku-siku.... 57 Gambar 2.93. Cara spotting the work.... 58 Gambar 2.94. Pemutaran kepala pembagi... 58 Gambar 2.95. Gigi Rack... 60 Gambar 2.96. Gigi rack pendek... 60 Gambar 2.97. Gigi rack panjang... 61 Teknik Pemesinan Frais 2 v
DAFTAR TABEL Tabel 2.4. Kecepatan Potong Untuk Beberapa Jenis Bahan... 12 Tabel 2.5. Daftar kecepatan potong dan putaran mesin frais per-menit... 13 Tabel 2.6. Jumlah lubang pada piring pembagi... 39 vi Teknik Pemesinan Frais 2
MATA PELAJARAN KELOMPOK - C3 JUDUL BUKU TEKS BAHAN AJAR MATA PELAJARAN KELOMPOK - C 2 JUDUL BUKU TEKS BAHAN AJAR PETA KEDUDUDUKAN BUKU TEKS BAHAN AJAR Program Keahlian Paket Keahlian : Teknik Mesin : Teknik Pemesinan Simulasi Digital (TM-SDG) TM-SDG 1 (X-1) TM-SDG 2 (X-2) Teknologi Mekanik (TM-TMK) TM-TMK 1 (X-1) TM-TMK 2 (X-2) Kelistrikan Mesin & Konversi Energi (TM-KM/KEN) TM-KM/KEN 1 (X-1) TM-KM/KEN 2 (XII-6) Mekanika Teknik & Elemen Mesin (TM- MK/EM) TM-MK/EM 1 (X-1) TM-MK/EM 2 (X-2) Teknik Gambar Manufaktur (TM.TPM-TGM) TM.TPM-TGM 1 (XI-3) TM.TPM-TGM 2 (XI-4) Teknik Pemesinan Bubut (TM.TPM-TPB) TM.TPM- TPB 1 (XI-3) TM.TPM- TPB 2 (XI-4) TM.TPM- TPB 3 (XII-5) TM.TPM- TPB 4 (XII-6) Teknik Pemesinan Frais (TM.TPM-TPF) TM.TPM- TPF 1 (XI-3) TM.TPM- TPF 2 (XI-4) TM.TPM- TPF 3 (XII-5) TM.TPM- TPF 4 (XII-6) Teknik Pemesinan Gerinda (TM.TPM-TPG) TM.TPM-TPG 1 (XII-5) TM.TPM-TPG 2 (XII-6) Teknik Pemesinan CNC (TM.TPM-TPC) TM.TPM-TPC) 1 (XII-5) TM.TPM-TPB 2 (XII-6) Teknik Pemesinan Frais 2 vii
viii Teknik Pemesinan Frais 2
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Deskripsi Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetens siswa dari sisi pengetahuan, ketrampilan serta sikap secara utuh. Tuntutan proses pencapaiannya melalui pembelajaran pada sejumlah mata pelajaran yang dirangkai sebagai satu kesatuan yang saling mendukung dalam mencapai kompetensi tersebut. Buku teks bahan ajar ini berjudul Teknik Pemesinan Frais 2 berisi empat bagian utama yaitu: pendahuluan, pembelajaran, evaluasi, dan penutup yang materinya membahas sejumlah kompetensi yang diperlukan untuk SMK Program Keahlian Teknik Mesin pada Paket Keahlian Teknik Pemesinan yang pada kelas XI semester 4. Materi dalam buku teks bahan ajar ini meliputi: Identifikasi mesin frais, Alat potong pada mesin frais, Parameter pemotongan, dan Teknik pemesinan bubut Buku Teks Bahan Ajar ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan oleh siswa untuk mencapai sejumlah kompetensi yang diharapkan dalam dituangkan dalam kompetensi inti dan kompetensi dasar.sesuai deng pendekatan scientific approach yang dipergunakan dalam kurikulum 2013, siswa diminta untuk memberanikan dalam mecari dan menggali kompetensi yang ada dala kehidupan dan sumber yang terbentang disekitar kita, dan dalam pembelajarannya peran Guru sangat penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serap siswa dalam mempelajari buku ini. Guna diusahakan untuk memperkaya dengan mengkreasi mata pembelajaran dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan yang bersumber relevan yang bersumber dari alam sekitar kita. Penyusunan Buku Teks Bahan Ajar ini dibawah kordinasi Direktorat Pembinaan SMK Kementerian Pendidikan dan kebudayaan, yang akan dipergunakan dalam tahap awal penerepan kurikulum 2013. Buku Teks Bahan Ajar ini merupakan dokumen sumber belajar yang senantiasa dapat diperbaiki, diperbaharui dan dimutahirkan sesuai dengan kebutuhan dan perubahan zaman. Maka dari itu, kritik dan saran serta masukan dari berbagai pihak diharapkan dapat meningkatkan dan menyempurnakan kualitas isi maupun mutu buku ini. Persyaratan Prasyarat untuk dapat mempelajari materi ini, siswa sebelumnya harus mengausai materi diantaranya: 1. Keselamatann Kesehatan Kerja dan Lingkungan (K3L) 2. Teknik gambar mesin 3. Teknik pengukuran Teknik Pemesinan Frais 2 1
4. Teknik penanganan material 5. Teknik penggunaan perkakas tangan 1.2. Petunjuk Penggunaan Dalam melaksanakan pembelajaran dengan menggunakan buku teks bahan ajar ini, siswa perlu memperhatikan beberapa hal, yaitu : 1. Langkah-langkah belajar yang ditempuh a. Menyiapkan semua bukti penguasaan kemampuan awal yang diperlukan sebagai persyaratan untuk mempelajari modul ini. b. Mengikuti test kemampuan awal yang dipersyaratkan untuk mempelajari buku teks bahan ajar ini c. Mempelajari modul ini secara teliti dan seksama 2. Perlengkapan yang perlu disiapkan a. Buku modul Teknologi Mekanik b. Pakaian untuk melaksanakan kegiatan praktik c. Alat-alat ukur dan alat pemeriksaan benda kerja d. Lembar pengerjaan / Job Sheet e. Bahan/material lain yang diperlukan f. Buku sumber/ referensi yang relevan g. Buku catatan harian h. Alat tulis dan, i. Perlengkapan lainnya yang diperlukan 1.3. Tujuan Akhir Setelah mempelajari buku teks bahan ajar ini peserta diklat diharapkan dapat: a. Mengidentifikasi mesin frais sesuai SOP b. Menggunakan/menggoperasikan mesin frais standar sesuai SOP c. Mengidentifikasi alat potong mesin frais d. Menggunakan alat potong mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan e. Menerapkan parameter pemotongan mesin frais f. Menggunakan parameter pemotongan mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan g. Menerapkan teknik pemesinan frais h. Menggunakan teknik pemesinan frais untuk berbagai jenis pekerjaan 1.4. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar 2 Teknik Pemesinan Frais 2
Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Mata Pelajaran Teknik Pemesinan Frais KOMPETENSI INTI (KELAS XI) KI-1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya KI-2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia KOMPETENSI DASAR 1.1 Menyadari sempurnanya ciptaan Tuhan tentang alam dan fenomenanya dalam mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari. 1.2 Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama sebagai tuntunan dalam mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari 2.1 Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, teliti, kritis, rasa ingin tahu, inovatif dan tanggung jawab dalam mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari. 2.2 Menghargai kerjasama, toleransi, damai, santun, demokratis, dalam menyelesaikan masalah perbedaan konsep berpikir dalam mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari. 2.3 Menunjukkan sikap responsif, proaktif, konsisten, dan berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam melakukan tugas mengaplikasikan teknik pemesinan frais Teknik Pemesinan Frais 2 3
KI-3 Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah 3.1 Mengidentifikasi mesin frais 3.2 Mengidentifikasi alat potong mesin frais 3.3 Menerapkan parameter pemotongan mesin frais 3.4 Menerapkan teknik pemesinan frais KI-4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung 4.1 Menggunakan mesin bubut untuk berbagai jenis pekerjaan 4.2 Menggunakan alat potong mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan 4.3 Menggunakan parameter pemotongan mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan 4.4 Menggunakan teknik pemesinan frais untuk berbagai jenis pekerjaan 4 Teknik Pemesinan Frais 2
1.5. Cek Kemampuan Awal Sebelum memulai kegiatan pembelajaran Teknik Pemesinan Frais 1, diharapkan siswa melakukan cek kemampuan awal untuk mendapatkan informasi tentang kemampuan dasar yang telah dimiliki. Yaitu dengan cara memberi tanda berupa cek list ( ) pada kolom pilihan jawaban berikut ini. No. 1 2. 3. 4. 5. 6. 7. Daftar Pertanyaan Materi: Mesin Frais Standar Apakah anda sudah dapat menjelaskan definisi mesin frais Apakah anda sudah dapat menyebutkan macam-macam mesin frais dan fungsinya Apakah anda sudah dapat menyebutkan bagian-bagia utama mesin frais Apakah anda sudah dapat menyebutkan perlengkapan mesin frais Apakah anda sudah dapat menyebutkan alat bantu kerja mesin frais Apakah anda sudah dapat menjelaskan dimensi mesin frais Apakah anda sudah dapat menjelaskan penggunaan mesin frais Materi: Alat Potong Mesin Frais Pilhan Jawaban Sudah Belum 1. Apakah anda sudah dapat menjelaskan fungsi alat potong pada mesin frais 2. Apakah anda sudah dapat menyebutkan macam-macam alat potong pada mesin frais berikut fungsinya 3. Apakah anda sudah dapat menjelaskan geometris pisau frais Teknik Pemesinan Frais 2 5
4. Apakah anda sudah dapat menentukan sudut potong pisau frais 5. Apakah anda sudah dapat mengidentifikasi bahan/ material alat potong/ pahat frais 6. Apakah anda dapat menjelaskan penggunaan pisau frais Materi Parameter Pemotongan: 1. Apakah anda sudah dapat menentukan kecepatan potong (Cutting speed Cs) pada proses pengefraisan 2. Apakah anda sudah dapat menghitung kecepatan putaran mesin frais (Revolotion Per Menit Rpm) 3. Apakah anda sudah dapat menetapkan kecepatan putaran mesin frais (Revolotion Per Menit Rpm) 4. Apakah anda sudah dapat menghitung kecepatan pemakanan (Feed) pada proses pengefraisan 5. Apakah anda sudah dapat menetapkan kecepatan pemakanan (Feed) pada proses pengefraisan 6. Apakah anda sudah dapat menghitung waktu pemesinan frais Materi: Teknik Pemesinan Frais 1. Apakah anda sudah dapat menjelaskan metode pemotongan pada proses pemesinan frais dengan benar 2. Apakah anda sudah dapat menyebutkan macam-macam teknik proses pengefraisan 3. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan 6 Teknik Pemesinan Frais 2
melakukan proses pengefraisan rata, sejajar dan siku arah mendatar (horizontal) 4. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan melakukan proses pengefraisan rata, sejajar dan siku arah tegak (vertikal) 5. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan melakukan proses pengefraisan bertingkat 6. Apakah anda sudah dapat menjelaskan melakukan proses pengefraisan bidang miring 7. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan melakukan proses pengefraisan alur 8. Apakah anda sudah dapat menjelaskan melakukan proses pengefraisan bentuk persegi 9. Apakah anda sudah dapat menjelaskan melakukan proses memperbesar lubang dengan pisau frais 10. Apakah anda sudah dapat menjelaskan melakukan proses mereamer pada mesin frais 11. Apakah anda sudah dapat menjelaskan tentang kepala pembagi 12. Apakah anda sudah dapat menjelaskan fungsi kepala pembagi 13. Apakah anda sudah dapat menjelaskan pembagian langsung 14. Apakah anda sudah dapat menjelaskan pembagian sederhana 15. Apakah anda sudah dapat menjelaskan pembagian sudut 15. Apakah anda sudah dapat menjelaskan pembagian diferensial Teknik Pemesinan Frais 2 7
16. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan roda gigi lurus 17. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan gigi rack lurus 8 Teknik Pemesinan Frais 2
BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN 2.1. Deskripsi Buku teks bahan ajar ini berjudul Teknik Pemesinan Frais 1 berisi empat bagian utama yaitu: pendahuluan, pembelajaran, evaluasi, dan penutup yang materinya membahas sejumlah kompetensi yang diperlukan untuk SMK Program Keahlian Teknik Mesin pada Paket Keahlian Teknik Pemesinan yang pada kelas XI semester 3. Materi dalam buku teks bahan ajar ini meliputi: Mesin frais standar; Alat potong pada mesin frais; Parameter pemotongan; dan Teknik pemesinan frais. 2.2. Kegiatan Belajar 3 Parameter Pemotongan Mesin frais 2.4.1. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, dengan melalui mengamati, menanya, pengumpulan data, mengasosiasi dan mengkomunikasikan, peserta didik dapat: a. Menetapkan kecepatan potong (Cutting speed Cs) pada proses pengefraisan b. Menerapkan kecepatan potong (Cutting speed Cs) pada proses pengefraisan c. Menghitung putaran (Revolotion Permenit Rpm) pada proses pengefraisan d. Menerapkan putaran (Revolotion Permenit Rpm) pada proses pengefraisan e. Menghitung kecepatan pemakanan (feed) pada proses pengefraisan f. Menghitung kecepatan pemakanan (feed) pada proses pengefraisan g. Menghitung waktu pemesinan pada proses pengefraisan h. Menerapakan waktu pemesinan pada proses pengefraisan 2.4.2. Uraian Materi Sebelum mempelajari materi parameter pemotongan pada mesin frais, lakukan kegiatan sebagai berikut: Pengamatan: Silahkan anda mengamati beberapa kegiatan proses pemotongannya pada mesin (Gambar 2.41) atau objek lain sejenis disekitar anda. Pada saat melakukan proses pembubutan seperti yang anda lihat, untuk dapat memotong/menyayat benda kerja agar dapat membentuk komponen sesuai tuntutan pada gambar kerja, selain membutuhkan jenis alat potong yang Teknik Pemesinan Frais 2 9
geometrisnya standart, faktor lainnya adalah penetapan parameter pemotongan yang digunakan pada saat proses pembubutan. Sebutkan parameter pemotongan apa saja diperlukan untuk melakukan kegiatan tersebut dan jelaskan bagaimana cara menghitungnya. Gambar 2.41. Proses Pengerjaan pada mesin frais Menanya: Apabila anda mengalami kesulitan dalam menjawab tugas diatas, bertanyalah/ berdiskusi/ berkomentar kepada sasama teman atau guru yang sedang membimbing anda. Mengekplorasi: Kumpulkan data secara individu atau kelompok, terkait tugas tersebut melalui: benda konkrit, dokumen, buku sumber, atau hasil eksperimen. Mengasosiasi: Setelah anda memilki data dan menemukan jawabannya, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menerapkan pada proses pengefraisan. Mengkomunikasikan: Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda, terkait parameter pemotongan pada mesin frais, dan selanjutnya buat laporannya a. Kecepatan potong (Cutting speed) Cs Pada saat proses pengefraisan berlangsung, cutter berputar memotong benda kerja yang diam dan menghasilkan potongan atau sayatan yang menyerupai chip, serpihan-serpihan tersebut dapat juga berbentuk seperti serbuk (tergantung dari bahan). Kemampuan mesin menghasilkan panjang sayatan tiap menit disebut kecepatan potong (sayat), yang diberi symbol Cs(Cutting Speed). Apabila ukuran diameter alat potong dan kecepatan putaran mesin diketahui, maka untuk mencari kecepatan pemotong rumusnya adalah: Cs = π. d. n ( m/menit ) Keterangan : Cs =Cutting Speed ( m/menit ) d = Diameter Cutter ( mm ) 10 Teknik Pemesinan Frais 2
n = Putaran Spindle ( Rpm ) π = Konstanta ( 3,14 ) Pada prinsipnya kecepatan pemotongan suatu material tidak dapat dihitung secara matematis. Karena setiap material memiliki kecepatan potong sendiri-sendiri berdasarkan karakteristiknya dan harga kecepatan potong dari tiap material ini dapat dilihat didalam table yang terdapat didalam buku atau referensi.untuk lebih jelasnya mengenai harga kecepatan potong dari tiap material dapat dilihat pada table dibawah ini. Teknik Pemesinan Frais 2 11
Tabel 2.4. Kecepatan Potong Untuk Beberapa Jenis Bahan. No Bahan Benda Kerja Cs ( m/ menit ) 1 Kuningan, Perunggu keras 30 45 2 Besi tuang 14 21 3 Baja >70 10 14 4 Baja 50-70 14 21 5 Baja 34-50 20 30 6 Tembaga, Perunggu lunak 40 70 7 Allumunium murni 300 500 8 Plastik 40-60 b. Kecepatan Putaran Mesin (Spindle Machine) Sebagaimana telah dijelaskan pada materi mesin bubu, yang dimaksud kecepatan Putaran Mesin adalah, kemampuan kecepatan putaran mesin dalam satu menit. Dalam hal ini mengingat nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku, maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerja. Dengan demikian rumus untuk menghitung putaran adalah: Rpm Karena satuan Cs dalam meter/menit sedangkan satuan diameter pisau/benda kerja dalam millimeter, maka rumus menjadi : 1000Cs n. d Keterangan : Rpm n = Putaran Spindle (rpm ) Cc = Kecepatan potong ( m/menit ) D = Diameter cutter ( mm ) π = Konstanta ( 3,14 ) Contoh: Diketahui: Baja lunak akan difrais dengan alat potong alat potong 80 mm dan (CS = 30 m / menit). Hitung kecepatan putaran mesinnya!. 12 Teknik Pemesinan Frais 2
Jawab: 1000Cs n. d n = 119,42 119 rpm Hasil perhitungan di atas pada dasarnya sebagai acuan dalam menyetel putaran mesin agar sesuai dengan putaran mesin yang tertulis pada tabel yang ditempel di mesin tersebut.artinya, putaran mesin aktualnya dipilih dalam tabel pada mesin yang nilainya paling dekat dengan hasil perhitungan di atas. Untuk menentukan besaran putaran mesin dapat juga menggunakan tabel, sebagaimana dapat dilihat pada (Tabel 2.5). Tabel 2.5. Daftar kecepatan potong dan putaran mesin frais per-menit Teknik Pemesinan Frais 2 13
c. Kecepatan Pemakanan (Feeding) Pada umumnya mesin frais, dipasang tabel kecepatan pemakanan atau feeding dalam satuan mm/menit.jadi, misalnya pada mesin disetel besar kecepatan pemakannya 28, artinya kecepatan pemakanan pisau frais sebesar 28 mm/menit. Makin kecil kecepatan pemakanan pisau frais, kekasarannya makin rendah atau lebih halus. Tabel besar pemakanan pada mesin baru berlaku jika mesin frais tersebut dijalankan dengan cara/ mode otomatis. Menghitung kecepatan pemakanan/feeding = F (mm/menit) F (mm/men) = f (mm/putaran) x n ( put/menit) Dimana, f adalah bergesernya pisau frais (mm) dalam satu putaran. Contoh: Ditentukan n = 600 putaran/menit, f pada tabel ditetapkan 0,22 mm/putaran. Berapa kecepatan pemakanannya (F mm/menit)!. Jawab: F = 0,22 mm/putaran x 600 putaran/men = 132 mm/menit. Pengertiannya adalah,piasu frais bergeser sejauh 132 mm selama satu menit. d. Perhitungan Waktu Pemesinan Frais 1. Waktu Pemesinan Pengefraisan Rata Gambar 2.42. Panjang langkah pengefraisan rata Berdasarkan prinsip kerja mesin frais dan gambar diatas, untuk mencari waktu pengefraisan dapat dihitung dengan rumus: jarak tempuhmeja kerja Waktu pemesinan (tm). rata rata pemakanan tm L S' mm mm/menit 14 Teknik Pemesinan Frais 2
L = l+la+lu S = s.t.n Dimana : t = jumlah mata sayat alat potong s = pemakanan tiap mata potong n = Rpm L = jarak tempuh pemakanan keseluruhan l = panjang benda kerja la = kelebihan awal lu = kelebihan akhir S = pemakanan setiap menit Contoh : 1) Bahan ST 41, panjang 250 mm, difrais menggunakan pisau jari dengan mata sayat 4, S= 0,2 dan n = 400 rpm. Hitung tm, bila (la) = 30 mm dan (Lu) = 30 mm. Jawab : S = s.t.n = 0,2. 4. 400 = 320 mm/ menit L = l + la + lu = 250 + 30 + 30 = 310 mm L mm 310 tm 0, 96 menit s' mm/ menit 320 2) Waktu Pengeboran Pada Mesin Frais Gambar 2.43. Panjang langkah pengefraisan rata Teknik Pemesinan Frais 2 15
Sebagimana pada proses facing, untuk menghitung waktu pengeboran pada mesin frais pada dasarnya sama dengan rumus untuk mencari waktu pemesinan pengefraisan rata. Berikut adalah rumus untuk mencari waktu pengeboran pada mesin bubut. Dimana: l = kedalaman lubang/tebal benda kerja L = l + 0,3 d (la) d = mata bor/lubang (mm) n = putaran mata bor (Rpm) s = pemakanan (mm/put) Contoh: Diketahui, l = 30 mm d = 12 mm s = 0,04 pemakanan mm/put n = 260 rpm Hitung waktu pengeboran pada mesin frais(tm)? Jawab : 2.4.3. Rangkuman a. Menghitung putaran mesin Frais Rumus untuk menentukan putaran mesin frais adalah: b. Menghitung kecepatan pemakanan/feeding= F (mm/menit) F (mm/men) = f (mm/putaran) x n ( put/menit) 16 Teknik Pemesinan Frais 2
Dimana, f adalah bergesernya pahat (mm) dalam satu putaran c. Waktu Pemesinan frais jarak tempuhmeja kerja Waktu pemesinan (tm). rata rata pemakanan L tm S' S' s. t. n L = l + la + lu mm mm/menit Dimana : t = jumlah mata sayat alat potong S = pemakanan tiap mata potong n = Rpm L = jarak tempuh pemakanan keseluruhan l = panjang benda kerja la = kelebihan awal lu = kelebihan akhir S = pemakanan setiap menit d. Waktu Pemesinan Bor Dimana: l = kedalaman lubang/tebal benda kerja L = l + 0,3 d (la) d = mata bor (mm) n = putaran mata bor (rpm) s = pemakanan (mm/put) 2.4.4. Latihan 1. Tuliskan rumus kecepatan potong (Cs) dan turunkan menjadi rumus putaran mesin frais (n) 2. Diketahui: Baja lunak 60, akan difrais dengan Cs = 25 m/menit. Hitung: Kecepatan putaran mesinnya!. 3. Diketahui putaran mesin frais (n)= 400 putaran/menit, f pada tabel dimesin disetel 0,2 mm/putaran. Berapakecepatan pemakanannya (F mm/menit)!. Teknik Pemesinan Frais 2 17
4. Diketahui: Bahan ST 41, panjang 200 mm, difrais menggunakan pisau jari dengan mata sayat 4, s= 0,2 dan n = 600 rpm, (la) = 30 mm dan (Lu) = 30 mm. Hitung waktu pemesinan frais (tm), apabila pemakanan 1 kali jalan!. 5. Diketahui, l = 30 mm d = 12 mm s = 0,04 pemakanan mm/put n = 260 rpm Hitung waktu pengeboran pada mesin frais (tm)? 18 Teknik Pemesinan Frais 2
2.3. Kegiatan Belajar 4 Teknik Pemesinan Frais 2.5.1. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, dengan melalui mengamati, menanya, pengumpulan data, mengasosiasi dan mengkomunikasikan, peserta didik dapat: a. Menjelaskan metode pemotongan yang benar pada proses pemesinan frais b. Menyebutkan dan menjelaskan macam-macam teknik proses pengefraisan c. Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan rata sejajar dan siku arah mendatar (horizontal) d. Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan rata sejajar dan siku arah tegak (vertikal) e. Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan bidang miring f. Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan alur g. Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan bentuk persegi h. Menjelaskan langkah-langkah pengoperasian mesin frais i. Menjelaskan dan melakukan cara memperbesar lubang dengan pisau frais j. Menjelaskan dan melakukan cara mereamer pada mesin frais k. Menjelaskan fungsi kepala pembagi l. Menjelaskan pembagian langsung m. Menjelaskan pembagian sederhana n. Menjelaskan pembagian sudut o. Menjelaskan pembagian diferensial p. Menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan roda gigi lurus q. Menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan gigi rack lurus 2.5.2. Uraian Materi Sebelum mempelajari materi parameter pemotongan pada mesin frais, lakukan kegiatan sebagai berikut: Pengamatan: Silahkan anda mengamati beberapa kegiatan proses pemotongannya pada mesin (Gambar 2.44) atau objek lain sejenis disekitar anda. Pada saat melakukan proses pembubutan seperti yang anda lihat, untuk dapat memotong/menyayat benda kerja agar dapat membentuk komponen sesuai tuntutan pada gambar kerja, selain membutuhkan jenis alat potong yang geometrisnya standart, fakktor lainnya adalah penetapan parameter pemotongan yang digunakan pada saat proses pembubutan. Sebutkan dan Teknik Pemesinan Frais 2 19
jelaskan Teknik pemesinan frais yang ada pada gambar berikut ini : Lakukanlah kegiatan tersebut dengan bimbingan guru/pembimbing. Gambar 2.44. Proses Pengerjaan pada mesin frais Menanya: Apabila anda mengalami kesulitan dalam menjawab tugas diatas, bertanyalah/ berdiskusi/ berkomentar kepada sasama teman atau guru yang sedang membimbing anda. Mengekplorasi: Kumpulkan data secara individu atau kelompok, terkait tugas tersebut melalui: benda konkrit, dokumen, buku sumber, atau hasil eksperimen. Mengasosiasi: Setelah anda memilki data dan menemukan jawabannya, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menerapkan pada proses pengefraisan. Mengkomunikasikan: Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda, terkait parameter pemotongan pada mesin frais, dan selanjutnya buat laporannya 20 Teknik Pemesinan Frais 2
a. Metode Pemotongan Untuk mendapatkan hasil pengfraisan yang baik dan alat potongnya tahan lama, perlu memahami metoda pemotongan yang benar. Metode pemotongan pada proses pemesinan frais dibagi menjadi tiga, diantaranya: 1. Pemotongan searah Yang dimaksud pemotongan searah adalah, pemotongan yang datangnya benda kerja searah dengan arah putaran cutter. Pada pemotongan ini hasilnya kurang baik karena meja (benda kerja) cenderung tertarik oleh cutter ( Gambar 2.45) Gambar 2.45. Pemotongan searah 2. Pemotongan Berlawanan Arah Yang dimaksud pemotongan searah adalah, pemotongan yang datangnya benda kerja berlawanan deangan arah putaran cutter. Pada pemotongan ini hasilnya dapat maksimal karena meja (benda kerja) tidak tertarik oleh cutter ( Gambar 2.46). Gambar 2.46. Pemotongan berlawanan arah 3. Pemotongan Netral Yang dimaksud pemotongan netral adalah, pemotongan yang terjadi apabila lebar benda kerja yang disayat lebih besar atau lebih kecil dari ukuran diameter cutter. Teknik Pemesinan Frais 2 21
b. Macam-macam Teknik Proses Pengefraisan 1. Pengefraisan Rata Sejajar dan Siku Arah Mendatar (Horizontal) Dalam melakukan pemotongan mendatar,jenis mesin yang digunakan yaitu mesin frais horizontal.pisau yang digunakan yaitu jenis pisau frais mantel.berikut ini langkah-langkah pengefraisan rata dengan posisi mendatar: a). Siapkan perlengkapan mesin yang diperlukan meliputi ragum mesin arbor dan satu set kollar (ringarbor) dengan diameter lubang sama dengan diameter lubang alat potong yang akan digunakan berikut kelengkapan lainnya. b). Majukan lengan (Gambar 2.47a) dan lepaskan pendukung arbor (Gambar 2.47b). c). Bersihkan lubang dan arbor bagian tirusnya (Gambar 2.48). d). Pasang arbor pada spindle mesin dan ikat arbor dengan memutar mur pengikat dibelakang bodi mesin (Gambar 2.49). Gambar 2.47. Pemasangan arbor (a) (b) Gambar 2.48. Membersihkan bagian tirus 22 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.49. Mengikat arbor e). Pasang pisau (cutter) dan ring arbor (kollar) pada arbor (Gambar 2.50a) posisi pengikatan yang benar dan (Gambar 2.50b) posisi pengikatan yang salah apabila yang digunakan pisau mantel helik kiri. (a) (b) Gambar 2.50. Pemasangan cutter dan kollar (ring arbor) f). Pasang pendukung arbor (support) pada lengan mesin dengan posisi tidak jauh dari pisau dan ikat dengan kuat (Gambar 2.51). Gambar 2.51. Pemasangan pendukung arbor Teknik Pemesinan Frais 2 23
g). Selanjutnya pasang ragum pada meja mesin frais pada posisi kurang lebih di tengah-tengah meja mesin agar mendapatkan area kerja yang maksimal. h). Lakukan pengecekan kesejajaran ragum.apabila jenis pekerjaannya tidak dituntut hasil kesejajaran dengan kepresisian yang tinggi pengecekan kesejajaran ragum dapat dilakukan dengan penyiku (Gambar 2.52a). Apabila hasil kesejajarannya dituntut dengan kepresisian yang tinggi pengecekan kesejajaran ragum harus dilakukan dengan dial indicator (Gambar 2.52b). (a) (b) Gambar 2.52. Pengecekan kesejajaran ragum i). Pasang benda kerja pada ragum dengan diganjal parallel pad di bawahnya(gambar 2.53a).Untuk mendapatkan pemasangan benda kerja agar dapat duduk pada parallel dengan baik sebelum ragum dikencangkan dengan kuat pukul benda dengan keras secara pelan-pelan dengan palu lunak (Gambar 2.53b). (a) (b) Gambar 2.53. Pemasangan benda kerja pada ragum 24 Teknik Pemesinan Frais 2
j). Selanjutnya lakukan setting nol untuk persiapan melakukan pemakanan dengan cara menggunakan kertas (Gambar 2.54a). Untuk jenis pekerjaan yang tidak dituntut hasil dengan kepresisian tinggi batas kedalaman pemakanan dapat diberi tanda dengan balok penggores (Gambar 2.54b). Gambar 2.54 a Setting nol diatas permukaan kerja dengan kertas Gambar 2.54 b Penandaan kedalaman pemakanan k). Atur putaran dan feeding mesin sesuai dengan perhitungan atau melihat table kecepatan potong mesin frais. l). Selanjutnya lakukan pemakanan dengan arah putaran searah jarum jam bila pisau yang digunakan arah mata sayatnya helik kiri (Gambar 2.55). Pemakanannya dapat dilakukan secara manual maupun otomatis. Teknik Pemesinan Frais 2 25
Gambar 2.55. Proses pemotongan benda kerja m). Dalam menggunakan nonius ketelitian yang terletak pada handel mesin pemutaran roda handel arahnya tidak boleh berlawanan arah dari setting awal karena akan menimbulkan kesalahan setting yang akan mengakibatkan hasil tidak presisi.(gambar 2.56) menunjukkan pengunaan nonius ketelitian pada handel mesin frais. (a) (b) (c) Gambar 2.56. Pemutaran handel pemakanan 2. Pemotongan Rata Sejajar dan Siku Arah Tegak(Vertical) Untuk mengefrais bidang rata dapat digunakan shell end mill cutter (Gambar 4.15) dengan cara yang sama tetapi menggunakan mesin frais tegak. Namun untuk mesin frais universal dapat juga digunakan untuk mengefrais rata pada sisi benda kerja yaitu stub arbor dipasang langsung pada sepindel mesin. 26 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.57. Proses pengefraisan bidang rata dengan shell end mill cutter 3. Pengefraisan Bidang Miring Bidang miring dapat dikerjakan dengan memiringkan benda kerja pada ragum universal (Gambar 2.58). Gambar 2.58 Pengefraisan bidang permukaan miring Apabila bidang permukaannya lebih lebar diperlukan memasang cutter pada arbor yang panjang dengan pendukung (Gambar 2.59). Gambar 2.59. Pengefraisan bidang miring yang lebar Teknik Pemesinan Frais 2 27
4. Pengefraisan Alur a) Pengefraisan Alur V Menggunakan pisau Sudut Pemotongan bidang miring atau sudut juga dapat dibuat dengan pisau sudut. Gambar 2.60 menunjukkan hasil pengefraisan menggunakan pisau dua sudut 45 dan prosesnya dapat dilihat pada Gambar 2.61.. Gambar 2.60. Blok-V Gambar 2.61. Pengefraisan blok-v b) Pengefraisan Alur Tembus Banyak bagian mesin yang mempunyai bentuk/bidang beralur seperti ditunjukkan pada Gambar 2.62. Gambar 2.62. Pembuatan alur 28 Teknik Pemesinan Frais 2
c) Pengefraisan Alur Pasak Poros yang berfungsi sebagai penerus daya biasanya dibuat alur pasak.alur pasak tersebut pembuatannya dapat dilakukan dengan mesin frais.gambar 2.63 menunjukkan pemotongan alur pasak pada mesin frais horizontal.gambar 2.64 menunjukkan pemotongan alur pasak yang stub arbornya dipasang langsung pada lubang sepindel mendatar. Gambar 2.65 menunjukkan pemotongan alur pasak pada mesin frais vertical. Gambar 2.63 Pembuatan alur pasak pada mesin frais horizontal Gambar 2.64. Pembuatan alur pasak dengan spindle mendatar Teknik Pemesinan Frais 2 29
Gambar 2.65. Pengefraisan alur pasak pada mesin frais tegak 5. Pengefraisan Bentuk Persegi Bentuk-bentuk persegi misalnya membuat segienam, segiempat, dan sebagainya dapat dilakukan dengan mesin frais dengan alat bantu kepala pembagi.untuk membuat bentuk segi beraturan ini dapat dilakukan pada posisi mendatar dengan menggunakan pisau endmill (Gambar 2.66). Atau dilakukan pada posisi tegak dengan menggunakan pisau shell endmill (Gambar 2.67). Gambar 2.66. Pengefraisan segiempat dengan endmill cutter 30 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.67. Pengefraisan persegi empat dengan shell endmill cutter c. Memperbesar lubang dengan pisau frais boring head Memperbesar lubang dengan pisau frais menggunakan alat yang dinamakan Gambar 2.68. Boring head set Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk memperbesar lubang dengan pisau frais hampir sama dengan proses mereamer, yaitu sebagai berikut : 1. Pasang benda kerja pada ragum dan benda kerja dijepit ditengah mulut ragum. 2. Pasang senter bor laksanakan penyetelan 3. Laksanakan pembuatan lubang awal dengan senter bor. 4. Setelah dibuat lubang awal, langkah selanjutnya adalah ganti alat dengan mata bor (Ukuran disesuaikan dengan besar lubang yang dikehendaki). Kemudian laksanakan pengeboran. Teknik Pemesinan Frais 2 31
Perhatian : Putaran mesin dirubah sesuai dengan diameter mata bor. Jika proses dilakukan secara otomatis, tentukan feeding terlebih dahulu. Sewaktu mata bor akan tembus, kurangi feeding hingga setengahnya. 5. Setelah pengeboran selesai ; ganti mata bor dengan boring head (Ukuran pisau frais yang digunakan disesuaikan dengan besar lubang yang dikehendaki) serta rubah putaran mesin menjadi 1 3 dari putaran pengeboran tadi dan selanjutnya laksanakan pembesaran lubang hingga selesai. Gambar 2.69. Pemasangan boring head pada mesin frais Perhatian : Gambar 2.70. Menggunakan Boring Head Selalu gunakan pendingin pada waktu memperbesar lubang. 32 Teknik Pemesinan Frais 2
d. Mereamer Reamer adalah bor yang digunakan untuk membentuk atau memperbesar lubang. Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mereamer dengan mempergunakan mesin frais adalah sebagai berikut : 1) Pasang benda kerja pada ragum dan benda kerja dijepit ditengah mulut ragum. 2) Pasang senter bor, laksanakan penyetelan seperti pada gambar berikut : Gambar 2.71. Pemasangan senter bor 3) Laksanakan pembuatan lubang awal dengan senter bor. Ingat kecepatan putaran mesin serta feeding sudah ditentukan sebelumnya. 4) Setelah dibuat lubang awal, langkah selanjutnya adalah ganti alat dengan mata bor (Ukuran disesuaikan dengan besar lubang yang dikehendaki). Kemudian laksanakan pengeboran. Perhatian : - Putaran mesin dirubah sesuai dengan diameter mata bor. - Jika proses dilakukan secara otomatis, tentukan feeding terlebih dahulu. - Sewaktu mata bor akan tembus, kurangi feeding hingga setengahnya. 5) Setelah pengeboran selesai ganti mata bor dengan reamer (Ukuran disesuaikan dengan besar lubang yang dikehendaki ) serta rubah putaran mesin menjadi 1 3 dari putaran pengeboran tadi dan selanjutnya laksanakan pereameran hingga selesai. Teknik Pemesinan Frais 2 33
Perhatian : Gambar 2.72. Cara mereamer pada mesin frais 1 Jika yang digunakan reamer tangan, biarkan lebih dari 3 panjang reamer tembus benda kerja. Oleh karena itu pertimbangkan penjepitan benda kerjanya. Selalu gunakan pendingin pada waktu mereamer. 1. Sistem Pembagian Kepala pembagi merupakan satu dari alat bantu yang penting dalam proses frais. Alat ini digunakan untuk membagi lingkaran atau keliling benda kerja menjadi bagian yang sama, seperti pada pembuatan roda gigi, segi empat, segienam, segidelapan dan lainnya. Alat ini dapat pula digunakan untuk memutar benda kerja dengan perbandingan relatif terhadap meja seperti pada pembuatan helik dan pereameran. Kepala pembagi terdiri dari roda gigi cacing dengan jumlah gigi 40 yang di pasang pada spindel kepala pembagi. Hal ini berarti bahwa perbandingan putaran kepala pembagi dan benda kerja berbanding 40. a). Fungsi Kepala Pembagi Roda gigi dibuat pada mesin frais dengan cara menyayat benda kerja, membuat alur-alur pada keliling benda kerja dengan jarak dan bentuk tertentu sehingga membentuk roda gigi. Jarak dari alur satu ke alur lainnya harus sama. Oleh karena itu pada pembuatan roda gigi dengan mesin frais diperlukan alat pembagi keliling benda kerja yang disebut kepala pembagi. Kepala pembagi berfungsi untuk membagi keliling benda kerja menjadi bagian yang sama besar. 34 Teknik Pemesinan Frais 2
b). Macam Kepala Pembagi Kepala pembagi terdiri atas: kepala pembagi dengan pelat pembagi kepala pembagi dengan penggerak roda gigi cacing dan ulir cacing kepala pembagi dengan roda gigi cacing dan poros cacing yang dilengkapi dengan piring pembagi kepala pembagi universal kepala pembagi dengan kelengkapan optic (1). Kepala pembagi dengan pelat pembagi Gambar 2.73. Kepala pembagi dengan pelat pembagi Keterangan gambar: 1. handel/pengunci 2. mur penyetel 3. handel pemutar porors 4. pelat pembagi dengan 12 bagian 5. pelat penutup/pelindung untuk melindungi pelat dari kotoran dan tatal 6. body (rumah kepla pembagi) 7. pelat pembawa 8. center poros kepala pembagi 9. center kepala lepas 10. alur lubang senter 11. baut pengunci senter kepala lepas 12. center kepala lepas Pembagian menggunakan kepala pembagi terbatas pada pembagian 2, 3, 4, 6, dan 12 bagian saja Teknik Pemesinan Frais 2 35
(2). Kepala pembagi dengan penggerak roda cacing dan ulir cacing Pembagian dengan kepala pembagi yang digerakkan oleh roda gigi cacing dan ulir cacing yang dilengkapi dengan lubang-lubang, akan lebih banyak jika dibandingkan dengan pembagian yang menggunakan pelat pembagi. Lubang yang terdapat pada roda gigi cacing yaitu 16, 42, dan 60 lubang sehingga pembagian kelilingnya dapat dilakukan sebagai berikut : pada lingkaran yang berjumlah 156 dapat membagi keliling 2,4,8. dan 16 bagian pada lingkaran yang berjumlah 42 dapat membagi keliling sebanyak 2,3,6,7,1`4,21, dan 42 bagian pada lingkaran yang berjumlah 60 lubang dapat membagi keliling sebanyak 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 20, 21, 30, 42 dan 60 bagian. Kepala pembagi dengan penggerak roda gigi cacing dan ulir cacing dapat dilihat pada Gambar : Gambar 2.74. Kepala pembagi dengan penggerak roda cacing dan ulir cacing Keterangan : 1. mur dan baut pengunci 2. pen penyetel 3. roda gigi cacing yang berlubang 4. engkol pemutar 5. pengunci poros pembagi 6. celah pada bodi (untuk menjepit poros) 36 Teknik Pemesinan Frais 2
(3). Kepala pembagi dengan roda gigi cacing yang dilengkapi dengan piring pembagi Roda gigi cacing dan ulir cacing mempunyai perbandingan putaran 40:1. artinya jika engkol diputar 40 putaran maka roda gigi cacing baru berputatr satu putaran sehinggga untuk pembagian keliling z bagian diperlukan putaran engkol sebanyak n putaran yang dapat dihitung dengan persamaan: N = putaran engkol Z = jumlah pembagian yang diperlukan 40 = angka perbandingan transmisi Gambar 2.75. Kepala pembagi dengan roda gigi cacing yang dilengkapi dengan piring pembagi (4). Kepala Pembagi Universal Pada kepala pembagi universal poros pembagi dapat disetel secara horizontal, vertical atau miring. Sehingga dengan kepala pembagi universal kita dapat membuat roda gigi bentuk miring (helik), roda gigi kerucut (payung), maupun roda gigi cacing. Kepala pembagi terdiri dari roda gigi cacing dengan jumlah gigi 40 yang di pasang pada spindel kepala pembagi. Hal ini berarti bahwa perbandingan putaran antar kepala pembagi dan benda kerja berbanding 40. Prinsip kerja dari kepala pembagi dapat disajikan dalam Gambar... sebagai berikut: Teknik Pemesinan Frais 2 37
Gambar 2.76. Kepala Pembagi Universal Gambar 2.77. Prinsip Kerja Kepala Pembagi Pada poros pembagi a dipasang roda cacing (roda ulir) b. Pada roda cacing ini bekerja sebuah cacing (ulir) c, yang dapat diputar dengan bantuan engkol f. Pena penusuk dari engkol itu dapat disetel ke dalam. Dengan demikian berbagai lingkaran lubang dari piringan pembagi d dapat dipakai Piringan pembagi yang dapat ditukar-tukar dan diputar terhadap poros cacing dapat dipasangkan pada rangka kepala pembagi dengan bantuan e. Untuk mempermudah supaya setiap kali tidak perlu melakukan perhitungan berapa bagian dan harus berhenti di mana, maka dipasang sebuah gunting dengan kaki-kaki h yang dapat disetel. Bagian depan dari poros pembagi dilengkapi dengan ulir sekerup untuk pemasangan piring pembagi bila diperlukan. Sehubungan dengan kemungkinan adanya kelonggaran antara cacing dan roda cacing engkol harus selalu diputar ke arah yang sama sehingga engkol tidak diperbolehkan diputar kembali saat pembagian. Bila engkol diputar terlalu jauh maka ia harus diputarkan kembali sebesar lebih kurang ½ putaran sebelum dapat dilakukan lagi menurut arah yang benar. (5). Kepala pembagi dengan kelengkapan optic Kepala pembagi dengan kelengkapan optic digunakan untuk pembagian yang sangat teliti. Pembagian dapat kita gunakan persamaan: Keterangan: a = besarnya sudut putaran engkol Z = jumlah pembagian 38 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.78. Kepala pembagi dengan kelengkapan optic c). Piring Pembagi Piring pembagi mempunyai lubang-lubang yang dilengkapi dengan gunting pembatas.lubang-lubang. Pada piring pembagi tersebut terdapat lingkaran-lingkaran yang mempunyai jumlah lubang tertentu Tabel 2.6. Jumlah lubang pada piring pembagi Gambar 2.79. Piring Pembagi Teknik Pemesinan Frais 2 39
Di dalam mesin frais atau milling machine, selain mengerjakan pekerjaanpekerjaan pengefraisan rata, menyudut, membelok, mengatur dsb, dapat pula mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang atau bersudut-sudut. Yang dimaksud benda kerja yang berbidang-bidang ialah benda kerja yang mempunyai beberapa bidang atau sudut atau alur beraturan misalnya segi banyak beraturan, batang beralur, roda gigi, roda gigi cacing, dan sebagainya. Untuk dapat mengerjakan benda-benda kerja tersebut di atas, mesin frais dilengkapi dengan kepala pembagi dan kelengkapannya. Kepala pembagi ini berfungsi untuk membuat pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang tadi dalam sekali pencekaman. Dalam pelaksanaannya, operasi tersebut di atas ada lima (lima) cara, yang merupakan tingkatan cara pengerjaan, yaitu: a. Pembagian langsung (direct indexing) b. Pembagian sederhana (simple indexing) c. Pembagian sudut (angel indexing) d. Pembagian differensial (differential indexing) e. Pembagian sudut differensial (differential angel indexing) Dari kelima cara tersebut, merupakan tingkatan-tingkatan cara pengerjaan, artinya cara yang kedua lebih sulit/rumit dari pada cara yang pertama, cara yang ketiga adalah cara yang lebih sulit/rumit dari cara yang kedua, demikian pula cara keempat adalah cara yang lebih dari pada cara ketiga.cara kelima adalah cara yang paling sulit/rumit dan digunakan apabila keempat cara yang lainnya tidak dapat dilaksanakan. 2. Pembagian Langsung Yang dimaksud dengan pembagian langsung adalah, cara mengerjakan benda kerja dibagi menjadi berbidang-bidang dengan cara pembagian langsung, yang dilakukan dengan memutar spindel kepala pembagi yang mengacu pada aluralur/lubang-lubang pelat pembagi. Kepala pembagi langsung, pada umumnya dilengkapi beberapa pelat/piring pembagi yang beralur V atau berlubang-lubang yang dapat diganti dan dipasang langsung pada spindel.dibawah diperlihatkan kepala pembagi langsung dengan alur V (Gambar 4.38). 40 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.80. Kepala pembagi langsung. Pelat/piring pembagi dengan alur V pada umumnya memilki jumlah alur yang genap, diantaranya ada yang beralur 24 dan 60. Gambar 2.81. Pelat/piring pembagi dengan alur V Untuk pelat pembagi beralur 24 dapat dipergunakan untuk pembagian: 2, 3, 4, 6, 12,dan 24. Untuk mempermudah menempatkan posisi yang baru, pada umumnya pelat pembagi mempunyai angka jumlah pembagian yang dapat dibuat. Rumus untuk pembagian langsung adalah: Teknik Pemesinan Frais 2 41
Sedangakan pelat pembagi dengan lubang-lubang, mempunyai satu lingkaran lubang dan terdapat pula angka-angka yang menyatakan nomor lubang itu. Cara kerjanya sama dengan plat pembagi beralur V, hanya saja fungsi pengunci indeks diganti dengan pen indeks. Contoh: Sebuah benda kerja bulat akan dibuat menjadi 8 (delapan) bidang segi beraturan, dengan kepala pembagi langsung yang pelat pembaginya mempunyai alur 24. Hitung agar supaya mendapatkan pembagian yang sama. Jawab: Jadi untuk mengerjakan setiap bidang, maka spindel kepala pembagi (benda kerja) diputar sebanyak 3 alur, dan pengunci indeks dimasukkan pada alur keempat bila dihitung dari tempat semula.atau sebaiknya, pengunci indeks ditempatkan pada angka yang sesuai dengan pembagian yang dikehendaki. 3. Pembagian Sederhana Melakukan pembagian dengan kepala pembagi langsung, jumlah pembagian dan sudut putarnya sangat terbatas. Untuk jumlah pembagian dan sudut putar banyak, digunakan kepala pembagi universal (Gambar 2.83). Gambar 2.82. Kepala pembagi universal Kepala pembagi jenis ini terdiri dari dua bagian utama yaitu, roda gigi cacing dan ulir cacing.perbandingan antara jumlah gigi cacing dengan ulir cacing disebut 42 Teknik Pemesinan Frais 2
ratio.ratio kepala pembagi pada umumnya 1:40 dan 1:60, akan tetapi yang paling banyak digunakan adalah yang rationya 1 : 40. Artinya, satu putaran roda gigi cacing memerlukan 40 putaran ulir cacing. Dalam pelaksanaannya untuk membuat segi-segi nberaturan, kepala pembagi universal dapat digunakan untuk pembagian langsung.namun apabila pembagian tidak dapat dilakukan dengan system pembagian langsung, pembagiannya dapat dilakukan menggunakan bantuan pelat/piring pembagi (Indexsing plate) (Gambar 2.84), yang diputar dengan engkol kepala pembagi(indexs Crank) dan dibatasi dengan lengan/gunting penepat. Gambar 2.83. Pelat/piring pembagi Fungsi dari indexsing plate ini adalah untuk menempatkan pemutaran/pembagian benda kerja yang diinginkan. Dengan lubang-lubang yang ada pada indeksing plate itulah dapat menempatkan pembagian benda kerja sesuai dengan yang diinginkan. Dengan demikian, semakin banyak lingkaran lubang yang ada, makin banyak pula kemungkinan benda kerja dapat membuat segi nberaturan lebih banyak. Pembuatan/pembagian benda kerja yang dapat dilaksanakan dengan lubang-lubang yang ada, inilah yang disebut pembagian sederhana. Sedangkan engkol pembagi (Indexs Crank) berfungsi untuk memutar batang ulir cacing. Lengan penempat gunanya untuk menempatkan pen indeks. Pada beberapa kepala pembagi, ulir cacing dapat diputar lepas dari roda gigi cacing. Kepala pembagi universal biasanya dilengkapi dengan 3 buah pelat pembagi, tetapi ada juga yang hanya mempunyai 2 buah. Jumlah lubang setiap lingkaran harus dipilih untuk pembagian yang mungkin dibuat dalam hubungannya dengan ulir cacing pada kepala pembagi. Dibawah ini ditunjukkan beberapa contoh set indexcing plate. Teknik Pemesinan Frais 2 43
Mesin frais Accera: Keping I : 15; 18; 21; 29; 37; 43 Keping II : 16; 19; 23; 31; 39; 47 Keping III : 17; 20; 27; 33; 41; 49 Mesin frais Brown & Sharpe: Keping I : 15; 16; 17; 18; 19; 20 Keping II : 21; 23; 27; 29; 31; 33 Keping III : 37; 39; 41; 43; 47; 49 Mesin frais Hero: Keping I : 20; 27; 31; 37; 41; 43; 49; 53. Keping II : 23; 29; 33; 39; 42; 47; 51; 57. Mesin frais Vilh Pedersen: Keping I : 30; 41; 43; 48; 51; 57; 69; 81; 91; 99; 117. Keping II : 38; 42; 47; 49; 53; 59; 77; 87; 93; 111; 119. Apabila diketahui perbandingan antara jumlah gigi cacing dengan ulir cacing (rationya) = 40 : 1 atau i = 40 : 1, berarti 40 putaran ulir cacing atau putaran engkol pembagi, membuat satu putaran roda gigi cacing atau benda kerja. Untuk T pembagian yang sama dari benda kerja, setiap satu bagian memerlukan: Dimana: nc = putaran indeks i= angka pemindahan (ratio) T = pembagian benda kerja Perlu diingat bahwa, apabila pembagian yang dikehendaki lebih dari 40, ulir cacing diputar kurang dari satu putaran, dan bila pembagian kurang dari 40, ulir cacing diputar lebih dari satu putaran. Contoh : Sebuah benda kerja akan dibuat alur berjumlah 16 bagian yang sama (Gambar 2.85). Hitung n c, apabila i = 40 : 1 44 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.84. Pembagian alur jumlah 16 Jawab: Jadi, engkol kepala pembagi diputar dua putaran penuh, ditambah 8 lubang pen indeks pada piring pembagi yang jumlahnya 16, untuk setiap bagian alur benda kerja. 4. Pembagian sudut Pembagian sudut ialah pembagian benda kerja yang ditentukan oleh sudut dari pusat lingkaran sampai sudut yang dikehendaki. Untuk kepala pembagi dengan ί = 40 : 1, maka setiap putaran ulir cacing akan memutar benda kerja 1/40 putaran, atau : 360 Nc 9 40 Bila kepala pembagi dengan ί = 60 : 1, maka setiap putaran ulir cacing akan memutar benda kerja 1/60 putaran, atau : Jadi Contoh : 360 Nc 6 60 sudut yangdiminta x ratio Nc 1putaran benda kerja dalam derajat α. i Nc ί = angka pemindahan 360 sudut yang diminta Teknik Pemesinan Frais 2 45
1) Untuk membuat sudut 36 dengan ί = 40 : 1, maka engkol kepala pembagi diputar : α. i 36 x 40 Nc 4 putaran 360 360 2) Untuk membuat sudut 40 maka engkol kepala pembagi diputar : α. i 40 x 40 40 Nc 360 360 9 4 8 4 4 putaran 9 18 Jadi 4 putaran engkol penuh ditambah 8 lubang (bagian) pada lingkaran lubang 18. a. Untuk membuat sudut 61 201 dengan ί = 40 : 1, maka engkol kepala pembagi diputar : 1 α. i 61 20 Nc 360 90 1 1 (61x 60 ) 20 3680 1 1 540 540 184 6 22 27 putaran 27 1 Jadi engkol kepala pembagi diputar 6 putaran penuh ditambah 22 lubang (bagian) pada lingkaran lubang 27. 5. Pembagian differensial Cara pembagian differensial ini dilakukan bila pembagian dengan cara yang sudah dibicarakan diatas tidak dapat dilakukan, sehingga ditempuh dengan cara pembagian differensial. Pada cara ini, pelat index tidak dimatikan pada waktu memutar engkol kepala pembagi. Jadi pelat index bergerak berputar melalui roda gigi payung atau roda gigi helix ke pelat index. Tetapi hal ini tidak dapat dilaksanakan pada pengefraisan kepala pembagi posisi vertikal dan pengefraisan helic. 46 Teknik Pemesinan Frais 2
Gambar 2.85. Alur pembagian differensial. Cara pembagian differensial menggunakan angka pembagi (bayangan) yang dapat dibagi dengan lubang-lubang yang ada pada piring pembagi. Angka pembagi/ bayangan (T1) tidak lebih besar dari 17% angka pembagi yang sebenarnya (T) atau angka yang pembagi yang dikehendaki. Langkah-langkah yang harus dilakukan pada cara pembagian differensial adalah sebagai berikut : a. Menentukan angka pembagi bayangan (T1) i b. Menghitung putaran engkol kepala pembagi Nc 1 T c. Menghitung roda gigi pengganti d. Menentukan arah putaran dari piring pembagi i. ik 1 Rumus untuk menghitung/ mencari roda gigi pengganti : R ( T T) 1 T ί = angka pemindahan roda cacing dan alur cacing (ratio) ίk = angka pemindahan roda gigi payung T1 = angka pembagi (bayangan) T = angka pembagi yang dikehendaki (sebenarnya) Putaran piring pembagi ditentukan oleh hasil perhitungan (T1-T). Bila T1>T atau T1-T adalah positif (+), maka putaran piring pembagi akan berputar searah dengan putaran engkol kepala pembagi (ke kanan). Bila T1<T atau T1-T adalah negatif (-), maka putaran piring pembagi akan berlawanan arah dengan engkol kepala pembagi (ke kiri). Teknik Pemesinan Frais 2 47
Untuk mendapatkan putaran yang berlawanan ini harus ada roda gigi antara sebagai pembalik arah. Catatan : Alasan piring pembagi harus ikut berputar : Bila engkol kepala pembagi diputar makin jauh, maka pembagian yang dibuat akan makin sedikit sebaliknya bila engkol kepala pembagi diputar makin dekat, maka pembagian yang dibuat makin banyak. Jadi dengan ikut berputarnya piring pembagi, maka akan menambah atau mengurangi sudut putar engkol kepala pembagi, yang berarti juga akan menambah atau mengurangi pembagian. Contoh : a. Akan dibuat roda gigi dengan jumlah gigi (T) = 49 Kepala pembagi : ί = 40 : 1 ίk = 40 : 1 Penyelesaian : Karena roda gigi yang akan dibuat (T) = 49, maka diambil T1 = 48 maka : i 40 5 15 Nc T 1 48 6 18 Jadi Nc = 15 lubang (bagian) pada piring pembagi lobang 18 Roda gigi pengganti : i. ik 1 R ( T T ) 1 T 40.1 40 (48 49) 48 48 Jadi driver (Z1) = 40, dipasang pada poros yang satu sumbu dengan benda kerja. Driven (Z2) = 48, dipasang pada poros yang satu sumbu dengan roda gigi payung. Arah putaran piring pembagi : Karena T1 < T atau T1 T adalah negatif (-) maka piring pembagi akan berputar berlawanan dengan putaran engkol kepala pembagi. 48 Teknik Pemesinan Frais 2
Jadi antara Z1 dan Z2 harus dipasang roda gigi antara untuk membalik arah. Bila piring pembagi berputar berlawanan arah berarti akan menambah sudut putar sebesar 1 48 putaran, sehingga gigi yang akan terjadi adalah: 1 48 ( x 48) 48 1 49 gigi. 48 b. Pembagian differensial sudut Hal ini dilakukan bila dengan cara pembagian sudut seperti yang telah dibicarakan diatas tidak dapat dilaksanakan. Contoh : sebuah benda kerja akan dibagi hingga setiap bagian membentuk sudut = 32 50 Disini berarti : Diambil : maka : atau 360 360 x 60' T 32 50' 32 x 60' 50' 2160 197 1960 T' 197 Nc i T ' 40 40x197 197 1960 49 1960 197 Nc 4 1 49 21600 1970' : Nc = 4 putaran engkol kepala pembagi 1 lobang (bagian) pada piring i x ik R ( T T ' 1 pembagi lobang 49. 40x1 T ) 1960 197 1960 ( 197 2160 ) 197 40x197 200 200 ( ) 1960 197 49 200 2x100 8 100 64 100 x x 49 7x7 28 7 28 56 Jadi roda gigi pengganti yang digunakan : Z1 = 64 Z3 = 100 Z2 = 28 Z4 = 56 Karena T1 < T maka putaran piring pembagi berlawanan arah dengan engkol kepala pembagi. Teknik Pemesinan Frais 2 49
e. Roda Gigi Lurus dan Cara Pengefraisannya 1. Dasar Teori Roda gigi berfungsi sebagai alat penghubung putaran, pembalik arah putaran dan juga sebagai alat untuk memperkecil atau memperbesar putaran. Pada hakekatnya profil gigi dapat dibentuk dengan bermacam-macam cara, antara lain : a. Dengan dipotong : - Milling (frais) - Planing - Shaping - Hobbing b. Dengan dicetak : - Dituang kemudian disempurnakan dengan pemotong. c. Dengan diroll : - Semacam proses kartel Sebagai pekerjaan akhir (finishing) dapat dilakukan dengan gerinda, lopping, bila dikehendaki. Cara-cara tersebut diatas dipergunakan atau dipilih dengan faktor-faktor yang ada, yakni : - Type mesin yang tersedia - Kemampuan skill operator - Ketelitian yang dikehendaki - Kekuatan roda gigi yang dikehendaki - Jumlah roda gigi yang akan dibuat - Kecepatan produksi yang dikehendaki - Biaya / harga Pada modul ini hanya akan membicarakan pengefraisan roda gigi lurus dengan 2 (dua) sistim, yaitu : a. Sistem Modul (M) Sistem ini digunakan untuk roda gigi dan untuk satuan modul (mm). Modul adalah perbandingan antara diameter tusuk dengan jumlah gigi atau : Dt M mm. Z b. Sistem Diameteral Pitch (DP) Sistem ini digunakan untuk roda gigi satuan inchi. Diameteral pitch adalah perbandingan antara banyaknya gigi dengan diameter tusuk Z atau : DP inchi Dt 50 Teknik Pemesinan Frais 2
2. Ukuran Roda Gigi Ukuran-ukuran gigi lurus yang perlu direncanakan adalah : Tinggi kepala Tinggi kaki Gambar 2.86. roda gigi a. Besar modul (M) atau diameteral Pitch (DP) b. Banyaknya gigi (Z) c. Diameter tusuk (Dt) d. Diameter luar (Dl) e. Diameter dalam (Dd) f. Tinggi gigi (H) g. Tinggi kepala gigi/ addendum (ha) h. Tinggi kaki gigi/ dedendum (hd) i. Tebal gigi/ lebar (b) Rumus ukuran roda gigi sistim Modul (ukuran dalam millimeter) a. Besar Modul : M Dt Z b. Banyak gigi : Z Dt M c. Diameter tusuk : Dt = Z x M d. Diameter luar : Dl = Dt + 2M e. Diameter dalam : Dd = Dt ( 2,2 2,6 ) M f. Tinggi gigi : H Dl Dd 2 g. Tinggi kepala gigi : ha = M h. Tinggi kaki gigi : hd = (1,1 1,3) M Teknik Pemesinan Frais 2 51
i. Tebal gigi : - Untuk otomotif : b= (6 8). M - Untuk Industri : b = (8 12). M Rumus ukuran roda gigi sistim diameteral pitch (DP) ukuran dalam inchi. a. Besar Diameteral Picth : DP Z Dt b. Banyak gigi : Z = Dt x DP c. Diameter tusuk : d. Diameter luar : e. Diameter dalam : f. Tinggi gigi : g. Tinggi kepala : h. Tinggi kaki : Dt Z DP Z 2 Dl DP Z 2,5 Dd DP 2,25 H DP ha 1 DP 1,25 hd DP 3. Gear Cutter (Pisau Frais Roda Gigi) Untuk pembuatan roda gigi digunakan pisau frais roda gigi sesuai dengan jumlah gigi dan besarnya modul atau Diameteral Pitch. Pisau frais roda gigi dibuat dari bahan baja carbon (carbon steel) atau baja kecepatan potong tinggi (high speed steel = H.S.S). Bentuknya dibuat sedemikian rupa sehingga hasil pemotongannya membentuk profil gigi, yaitu garis lengkung. Ada dua type cutter : Tipe Plain Gambar 2.87. Cutter Type Plain 52 Teknik Pemesinan Frais 2
Tipe plain baik digunakan untuk pemotongan pengasaran, tetapi dapat juga untuk penyelesaian (finishing) dan digunakan untuk pengefraisan roda gigi dengan profil gigi kecil (modul kecil). Tipe Stocking Gambar 2.88. Cutter Type Stocking Tipe stocking ini gigi pemotongnya mempunyai alur yang selang-seling, sehingga chip (tatal) akan terbuang sebagian melalui alur-alurnya. Karena alurnya berselang-seling, maka pada benda kerja tidak akan terjadi garis-garis (goresan) dan digunakan untuk pengefraisan roda gigi profil besar (M : 2,5 12). Pisau frais roda gigi dibuat untuk setiap ukuran sistim modul maupun sistim dimeteral pitch. Untuk setiap ukuran pisau frais roda gigi terdiri dari satu set yang mempunyai 8 buah atau 15 buah cutter. Untuk tiap nomor cutter, hanya dipakai untuk memotong roda gigi dengan jumlah tertentu. Hal ini dibuat, karena roda gigi dengan jumlah gigi sedikit, profil giginya akan sedikit berbeda dengan profil gigi dengan jumlah gigi banyak. Satu set cutter modul dengan 8 nomor. No.Cutter 1 2 3 4 5 6 7 8 Untuk gigi 12-13 14-16 17-20 21-25 26-34 35-54 55-134 134-rack Satu set cutter modul dengan 15 nomor. No. 1 3 1 2 2 ½ 3 Cutter ½ ½ 4 4½ 5 5½ 6 6½ 7 7½ 8 Untuk 12 13 14 15-17- 19 21-23- 26-30- 35-42- 55-80- 135- gigi 16 18-20 22 25 29 34 41 54 80 134 rack Teknik Pemesinan Frais 2 53
No. Cutter Untuk Gigi Cutter yang lebih besar dari modul 10 biasanya terdiri dari 14 buah untuk tiap set dan menggunakan huruf. A B C D E F G H I K L M N O 12 13 14 15-16 17-18 19-20 21-24 25-28 29-33 34-41 42-52 53-80 81-134 135- rack Modul-modul yang digunakan dalam pembuatan roda gigi, antara lain : 0,5 0,75* 1 1,25* 1,5 1,75* 2 2,25* 2,5 2,75* 3 3,25* 3,5 3,75* 4 4,5 5 5,5* 6 6,5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 Tanda (*) jarang digunakan. Satu set cutter Diameteral Pitch dengan 8 nomor. No.Cutter 1 2 3 4 5 6 7 8 Untuk gigi 135-rack 55-134 35-54 26-34 21-25 17-20 14-16 12-13 4. Perawatan Cutter Perawatan ini dimaksudkan adalah cara untuk memperpanjang umur cutter: Cara-cara tersebut antara lain adalah sebagai berikut : a. Memasang cutter pada arbor dengan cara yang benar, cukup kuat dan menggunakan pasak. b. Pengaturan putaran dan pemakanan (feeding) sesuai dengan ketentuan, dan untuk hal ini dapat digunakan tabel berikut : Material Cutting speed m/menit Carbon steel cutter H.S.S cutter Cast Iron Mild steel Bronze 18 20 10 12 40 50 25 40 20 30 30 80 Feed untuk H.S.S cutter dalam m/menit. Diameteral Pitch (DP) 2 2½ 3 4 5 6 7 8 10 12 16 Modul (M) 6 5 4 4,5 3 2,5 2 1,5 Cast Iron 80 80 100 110 110 125 150 150 175 200 225 54 Teknik Pemesinan Frais 2
Mild steel 35 35 50 60 62 75 100 110 110 125 150 c. Pendinginan yang cukup, cocok dengan bahan. Untuk besi tuang tidak menggunakan cairan pendingin. d. Pembersihan cutter yang sempurna e. Penyimpanan cutter dengan baik, diberi minyak pelumas dan sisi potong jangan sampai bertabrakan / bersentuhan. 5. Pemasangan Benda Kerja Pada proses pengefraisan roda gigi, benda kerja telah dibubut dulu sesuai ukuran-ukuran yang dikehendaki. Jadi pada mesin frais hanya memotong profil giginya saja. Cara pemasangan benda kerja pada mesin frais ada bermacam-macam sesuai dengan besar kecilnya benda kerja (beban). a. Pemasangan benda kerja dengan menggunakan mandrel. Hal ini dilaksanakan untuk pengefraisan roda gigi yang jari-jarinya lebih kecil dari tinggi senter mesin frais. Benda kerja dipasang pada mandrel tirus atau mandrel lurus dengan pengikatan ulir, kemudian dipasang diantara dua senter kepala pembagi dan kepala lepas dan menggunakan pembawa. Gambar 2.89. Menggunakan mandrel. b. Pemasangan dengan kepala pembagi diputar vertical. Hal ini dilaksanakan untuk pengfraisan roda gigi yang sangat besar (lebar). Benda kerja dipasang pada mandrel dengan baut dan menggunakan pendukung (steady rest) pada waktu pengefraisan. Cara pemakanan menggunakan vertical feed. Teknik Pemesinan Frais 2 55
Gambar 2.90. Kepala pembagi diputar vertical. c. Pemasangan dengan circular attacment (meja putar) Pada cara ini benda kerja lebih tegar/kuat dan stabil dan tidak memerlukan steady rest. Cara pembagiannya menggunakan putaran meja putar. Gambar 2.91. Menggunakan meja putar. 6. Hal-hal yang perlu diperhatikan a. Meja harus benar-benar sejajar dengan badan mesin (colum) dan sedekat mungkin dengan badan mesin. b. Kepala pembagi dan kepala lepas dipasang ditengah-tengah meja dan garis senter harus sejajar dengan badan mesin. 56 Teknik Pemesinan Frais 2
c. Pasang benda kerja (bahan) pada mandrel yang cocok dan dengan pembawa yang baik diantara dua senter dan periksa kelurusan dan kesikuannya. d. Stel engkol pembagi dan masukkan pen index pada lobang piring pembagi yang dikehendaki. Pemutaran engkol kepala pembagi harus cermat dan hati-hati. e. Pemasangan cutter pada arbor mesin frais harus baik dan benar atau tidak goyang (oleng). f. Cutter harus tepat pada pertengahan (garis sumbu) benda kerja atau diatas garis senter. g. Putaran mesin (cutter) dan feeding harus sesuai dengan ketentuan. 7. Beberapa cara menyetel agar cutter benar-benar tepat diatas garis senter. a. Menggunakan siku-siku dan inside caliper. Gambar 2.92. Menggunakan siku-siku. - asang siku-siku pada meja dan singgungkan pada benda kerja. - Ukuran tebal cutter - Jarak antara siku-siku dengan tengah-tengah cutter adalah : ½ D ½ tebal cutter ini dapat diukur dengan inside caliper. D = diameter benda kerja - Siku-siku dapat juga disinggungkan dengan mandrel b. Dengan cara spotting the work. - Putar mesin, perkiraan cutter berada diatas garis sumbu/ senter benda kerja. - Tempelkan kertas pada benda. - Naikkan meja hingga cutter menyinggung kertas tersebut dan stel nomor skala eretan vertical pada angka nol. - Naikan meja ± 0,1 mm hingga cutter menyinggung benda kerja. Teknik Pemesinan Frais 2 57
- Gerakkan meja dengan cross feld screw bolak-balik hingga cutter akan menggores benda kerja dan membentuk oval spot. - Oval spot itu menyatakan bahwa di tempat itulah posisi cutter yang benar. Gambar 2.93. Cara spotting the work. c. Dengan pemutaran kepala pembagi - Pastikan bahwa kepala pembagi mempunyai perbandingan 40 : 1 ( 40 kali putaran engkol sama dengan 1 putaran sumbu utama kepala pembagi). - Setelah benda kerja terpasang pada mandrel dan diantara dua senter, buat garis tengah benda kerja dengan high gauge (pengukur tinggi). - Putar kepala pembagi 10 kali, maka garis tengah tersebut akan berputar 90º (diatas benda kerja). - Tepatkan cutter pada garis tengah benda kerja tersebut, maka cutter tepat berada pada garis senter. Gambar 2.94. Pemutaran kepala pembagi 8. Prosedur Pemotongan ( Langkah Kerja ) a. Setelah yakin benar, pemasangan benda kerja baik dan posisi cutter ditengahtengah benda kerja, laksanakan setting dan gunakan kertas tipis (skala nonius eretan vertical pada nol). 58 Teknik Pemesinan Frais 2
b. Geser meja (longitudinal) atau cutter bebas dari benda kerja. c. Naikkan meja setinggi depth of cut (tinggi gigi) d. Atur putaran engkol kepala pembagi dan piringan pembagi sesuai jumlah gigi yang akan dibuat dan hilangkan backlas kepala pembagi. e. Putar mesin, sentuhkan benda kerja hingga terjadi goresan halus pada benda kerja. f. Putar engkol pembagi untuk mendapatkan satu gigi, kemudian sentuhkan lagi benda kerja pada cutter hingga terjadi goresan. g. Lakukan hal tersebut diatas (f) hingga benda kerja tergores sejumlah gigi yang dikehendaki. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesalahan. Bila ternyata jumlah goresan tidak sesuai dengan jumlah gigi berarti ada kesalahan pada pemutaran engkol kepala pembagi dan masih dapat diperbaiki. h. Bila hal tersebut diatas (g) telah benar, potonglah hingga selesai satu gigi, ukurlah kedalam/ tebal gigi dengan menggunakan gear tooth vernier, bila ada kekurangan atur kembali depth of cut. i. Kemudian potonglah gigi hingga selesai dengan menggunakan otomatis. Catatan : Matikan mesin (putaran cutter), bila akan menarik kembali benda kerja (meja). Hal ini dilaksanakan agar cutter tidak merusak permukaan gigi yang baru saja dipotong. Pemotongan gigi untuk mendapatkan kedalaman/ tinggi gigi dapat dilakukan 2 3 kali pemotongan (tergantung kedalaman gigi). f. Gigi Rack dan Cara Pengefraisannya Gigi rack adalah batang gigi yang berfungsi untuk merubah gerak berputar menjadi gerak lurus. 1. Cara pembuatan gigi rack Pembuatan gigi rack (batang bergigi) menggunakan mesin sama seperti pembuatan roda gigi (lihat kegiatan belajar sebelumnya) 2. Fungsi gigi rack Gigi rack adalah suatu batang bergigi dan digunakan untuk memindahkan gerak putar menjadi gerak lurus. Biasanya digunakan pada kecepatan yang lambat atau putaran tangan. Gerak putar engkol menggerakkan roda gigi pinion atau roda gigi pinion menggerakkan batang bergigi. Contoh : Teknik Pemesinan Frais 2 59
a. Pada mesin bor b. Pada alat-alat press 3. Ukuran gigi rack Standar ukuran gigi rack sama dengan standar ukuran roda gigi karena gigi rack selalu bekerja sama dengan roda gigi atau dapat dikatakan gigi rack adalah roda gigi dengan radius ( R) yang tak terbatas. Jadi jarak antara pusat dua gigi yang berdekatan pada garis tusuk axial = axial pitch = Px, sedangkan tusuk pada roda gigi = transverse pitch = Pt = π. M Maka : Px = Pt = π. M Px = π. M π = 3,14 Gambar 2.95. Gigi Rack 4. Pengefraisan gigi rack Gigi rack pendek Bila panjang gigi rack yang akan dibuat lebih pendek dari pergeseran melintang meja mesin frais (cross slide), maka benda kerja dapat dipasang (dijepit) pada ragum mesin. Jadi pembagian ukuran gigi menggunakan skala nonius pada cross slide meja mesin frais atau apabila menghendaki ketelitian yang lebih dari cross slide dapat menggunakan dial indikator. Pisau frais gigi dipasang pada arbor horizontal. Gambar 2.96. Gigi rack pendek 60 Teknik Pemesinan Frais 2
Bila gigi rack yang akan dibuat lebih panjang dari pergeseran melintang meja mesin frais, maka benda kerja dipasang (dijepit) memanjang sepanjang meja mesin frais dan diklem pada meja. Jadi pembagian ukuran gigi dengan menggunakan pergeseran meja memanjang (longitudinal slide). Pisau frais gigi dipasang pada kepala Vertical mesin frais atau menggunakan rack milling attachment. Gambar 2.97. Gigi rack panjang 5. Prosedur pengefraisan (langkah kerja) a. Pilih pisau frais gigi yang sesuai dengan ukuran gigi yang akan dibuat. Untuk Sistim Modul gunakan pisau frais gigi nomor 8 dan untuk Sistim Diameteral Pitch gunakan pisau frais gigi nomor 1. b. Pasang ragum pada meja mesin frais dan cek kesejajaran mulut ragum (benda kerja) dengan colum (tiang) mesin frais dengan menggunakan dial indikator. c. Jepit benda kerja pada ragum (kalau pendek) dan pada meja mesin frais (kalau panjang). d. Tandai benda kerja dengan penggores dimana pengefraisan gigi akan dimulai e. Tepatkan pisau frais gigi pada garis tersebut dan lakukan setting atau singgungkan pisau frais dengan benda kerja, kemudian tempatkan skala nonius melintang pada nol dan skala nonius meja gerak vertical juga pada nol. f. Jauhkan benda kerja dari pisau frais gigi dan naikkan meja mesin frais setinggi depth of cut (tinggi gigi), kemudian kunci meja untuk gerak vertical. g. Laksanakan pemotongan hingga mendapatkan satu gigi atau dua alur dan periksa tebal gigi dengan menggunakan tooth vernier. h. Bila sudah benar lanjutkanlah pengefraisan gigi sampai selesai. Teknik Pemesinan Frais 2 61
2.5.3. Rangkuman Metode pemotongan pada proses pengefraisan ada tiga diantarnya: pemotongan searah, berlawanan arah dan netral. Yang dimaksud dengan pembagian langsung adalah, cara mengerjakan benda kerja dibagi menjadi berbidang-bidang dengan cara pembagian langsung, yang dilakukan dengan memutar spindel kepala pembagi yang mengacu pada alur-alur/lubang-lubang pelat pembagi. ada lima (lima) cara, yang merupakan tingkatan cara pengerjaan, yaitu: a. Pembagian langsung (direct indexing) b. Pembagian sederhana (simple indexing) c. Pembagian sudut (angel indexing) d. Pembagian differensial (differential indexing) e. Pembagian sudut differensial (differential angel indexing) Penggunaan pembagian sederhana, pada perbandingan antara jumlah gigi cacing dengan ulir cacing (rationya) = 40 : 1 atau i = 40 : 1, berarti 40 putaran ulir cacing atau putaran engkol pembagi, membuat satu putaran roda gigi cacing atau benda kerja. Untuk T pembagian yang sama dari benda kerja, setiap satu bagian memerlukan: Dimana: nc i T = putaran indeks = angka pemindahan (ratio) = pembagian benda kerja Dalam melakukan pemotongan pada mesin frais, gunakan alat potong sesuai dengan bentuk yang ingin dicapai.sedangkan untuk mencapai efisiensi dan hasil yang maksima, diperlukan langkah-langkah sistematis yang perlu dipertimbangkan sebelum mengoperasikan mesin frais. Roda gigi berfungsi sebagai alat penghubung putaran, pembalik arah putaran dan juga sebagai alat untuk memperkecil atau memperbesar putaran. Pengefraisan roda gigi dilakukan dengan : Sistim Modul Sistim Diameteral Pitch Modul adalah perbandingan antara diameter tusuk dengan jumlah gigi ; atau Dt M Z mm 62 Teknik Pemesinan Frais 2
Diameteral Pitch adalah perbandingan antara banyaknya gigi dengan diameter tusuk atau Z DP inchi Dt Pisau frais gigi untuk setiap ukuran sistim modul maupun sistim diameteral pitch terdiri dari satu set yang mempunyai 8 buah atau 15 buah pisau frais gigi Pemasangan benda kerja dapat dilakukan dengan cara : a. Menggunakan mandrel (Kepala pembagi horizontal) b. Kepala pembagi diputar vertical c. Menggunakan Circular Attachment (meja putar) Pada pengefraisan roda gigi lurus harus diperhatikan : a. Meja mesin frais harus sejajar colum mesin frais b. Pisau frais gigi harus distel tepat diatas garis senter benda kerja. Gigi rack adalah batang bergigi dan digunakan berpasangan dengan roda gigi untuk memindahkan gerak putar menjadi gerak lurus. Ukuran gigi rack sama dengan ukuran roda gigi pasangannya. Benda kerja dijepit pada ragum bila gigi rack pendek dan pada meja mesin frais bila panjang. Pengefraisan gigi rack, pisau frais gigi dipasang pada arbor horizontal bila gigi rack pendek dan pada kepala vertical bila gigi rack panjang 2.5.4. Latihan 1. Teori Jelaskan pengertian dari pemotongan searah, berlawanan arah dan netral. Sebuah benda kerja akan dibuat alur berjumlah 16 bagian yang sama, Hitung n c, apabila i = 40 : 1 Teknik Pemesinan Frais 2 63
BAB III PRAKTEK Latihan Mengefrais Sejajar, Siku, Miring, Alur Dan Mengebor 3.1. Tujuan Khusus Pembelajaran (TKP) : Setelah selesai mempelajari dan berlatih topik ini peserta/ petatar mampu: 1). Mengoperasikan mesin frais sesuai SOP 2). Memilih alat-alat potong sesuai kebutuhan 3). Memasang alat potong sesuai ketentuan 4). Mengefrais sejajar, siku, miring, alur dan mengebor sesuai ketentuan 3.2. Peralatan 1). Mesin frais dan perlengkapanya 5). Kikir halus 10 2). Senter bor BS 3 6). Contersing 3). Shell endmill 40 mm 7). Mistar sorong 4). Bor diamter 9,5 mm 8). Remer 10 3.3. Bahan Baja lunak MS 22x22x85 mm 3.4. Keselamatan Kerja 1) Periksa alat-alat sebelum digunakan 2) Simpan peralatan pada tempat yang aman dan rapih selama dan sesudah digunakan 3) Gunakan alat-alat keselamatan kerja pada sat praktikum 4) Operasikan mesin sesuai SOP 5) Pelajari gambar kerja, sbelum melaksanakan praktikum 6) Laksanakan pengecekan ukuran secara berulang sebelum benda kerja dinilaikan 3.5. Langkah Kerja 1) Pelajari gambar kerja atau lembaran kerja 2) Siapkan peralatan yang diperlukan dan berikut benda kerjanya 3) Atur putaran mesin dan feeding sesuai ketentuan 4) Pasang ragum pada meja mesin, dalam hal ini ragum harus benar-benar kuat dan sejajar dengan meja mesin. Selanjutnya pasang benda kerja pada ragum dengan possisi benda sedikit nonjol keluar dari sisi mulut ragum 5) Pasang alat potong pada spindel mesin 64 Teknik Pemesinan Frais 2
6) Laksanakan pengefraisan bidang A1, dan bidang A2 hingga mencapai ukuran 18 mm. Serta lanjutkan megefrais bidang C1 sebagai dasar mencapai panjang 81 mm 7) Ganti posisi benda kerja untuk persiapan pengefraisan bidang B, dalam hal ini pemasangan benda kerja sedikit menonjol keluar dari sisi mulut ragum. Selanjutnya laksanakan pengefraisan bidang B1dan B2, dan lanjutkan megefrais bidang C2 hingga mencapai panjang 81 mm 8) Selanjutnya miringkan benda kerja sebesar 30, selanjutnya laksanakan pengefraisan bidang D 9) Atur kembali pemasangan benda kerja secara tegak, dan selanjutnya laksanakan pengefraisan cemper 1,5x45 10) Setelah selesai atur kembali pemasangan benda kerja secara mendatar, dan selanjutnya laksanakan membuat lubang 10 h7 dengan dimulai membuat lubang senter bor terlebih dahulu serta jangan lupa salah satu ujungnya di camper 11) Ganti posisi benda kerja,dan selqanjutnya buat lubang 5. dan jangan lupa kedua ujung lubang camper 12) Selanjutnya lepas benda kerja, dan lakukan pengikiran pada bagian-bagian bidang yangn tajam 13) Chek kembali semua ukuran yang telah dikerjakan 14) Nilaikan benda kerja kepada pembimbing. 15) Bersihkan mesin dan lingkungan kerja 16) Bersihkan peralatan yang digunakan, selanjutnya kembalikan kepada petugas toolman Catatan: Diperbolehkan menggunakan langkah kerja yang lain, dengan catatan sesuai prosedur. Teknik Pemesinan Frais 2 65
3.6. Gambar Kerja 66 Teknik Pemesinan Frais 2
BAB VI PENUTUP 4.1. Kesimpulan Dari berbagai jenis mesin perkakas, mesin frais adalah salah satu mesin yang keberadaanya sangat diperlukan karena mesin ini dapat digunakan untuk membuat berbagai bentuk bidang diantaranya, bidang datar, miring/menyudut, siku, sejajar, alur lurus atau melingkar, segi-segi beraturan atau tidak beraturan dan lain sebagainya. 4.2. Implikasi Apabila siswa mengerjakan soal-soal latihan dalam bahan ajar Teknik Pemesinan Frais 1 nilainya kurang 80%, siswa harus mendalami kembali materi bahan ajar ini. Indikator hasil pembelajaran siswa adalah dapat mengembangkan belajar secara optimal. Selanjutnya siswa mampu melakukan pekerjaan dengan mesin frais sesuai dengan standar operasi prosedur. 4.3. Tindak lanjut Siswa mampu mengembangkan pengetahuan dan keterampilan dalam melakukan pekerjaan dengan mesin frais untuk selanjutnya dapat diterapkan nanti di dunia kerja nyata di industri. Teknik Pemesinan Frais 2 67
LAMPIRAN LAMPIRAN 1. TABEL ULIR METRIS Ulir Metris Diametre Nominal Diameter Dasar Ulir Kisar (mm) (mm) (mm) M3 3 2,29 0,5 M4 4 3,14 0,7 M5 5 4,02 0,8 M6 6 4,77 1 M8 8 6,47 1,25 M10 10 8,16 1,5 M12 12 9,85 1,75 M16 16 13,55 2 M20 20 16,93 2,5 M24 24 20,32 3 M30 30 25,71 3,5 M36 36 31,09 4 M42 42 36,48 4,5 M48 48 41,87 5 M56 56 49,52 5,5 M60 60 65,31 6 M64 64 56,61 6 M68 68 59,61 6 (Drs. Daryanto Bagian-bagian Mesin Halaman 19) 68 Teknik Pemesinan Frais 2
LAMPIRAN 2. TABEL KECEPATAN PEMAKANAN MESIN FRAIS. Teknik Pemesinan Frais 2 69