DASAR-DASAR PENGEFREISANdigilib.polban.ac.id/files/disk1/85/jbptppolban-gdl...di dunia industri. Selain itu, buku ini juga dapat digunakan sebagai buku pegangan dalam menyampaikan

LABORATORIUM PEMESINAN POLBAN PETRUS LONDA

DASAR-DASAR PENGEFREISAN

oleh:

PETRUS LONDA

POLBAN

ii

KATA PENGANTAR Buku pelajaran freis ini merupakan salah satu buku pengantar untuk

memenuhi kebutuhan akan buku-buku di bidang teknik manufaktur

khususnya praktek freis. Buku ini membahas hal-hal yang menyangkut

mesin freis dan teknik pengefreisan serta alat-alat yang digunakan pada

proses freis. Penguasan teknik pengefreisan yang memadai merupakan syarat

mutlak yang harus di miliki oleh seseorang yang berkecimpung di bidang

teknik pemesinan.

Buku ini dapat membimbing anda dalam bekerja dengan mesin milling atau

freis, sehingga anda dapat menyelesaikan persoalan-persoalan yang di hadapi

di dunia industri. Selain itu, buku ini juga dapat digunakan sebagai buku

pegangan dalam menyampaikan materi pelajaran dasar-dasar pengefreisan

mulai dari pendidikan kejuruan tingkat menengah, politeknik sampai pada

tingkat perguruan tinggi.

Penulis berharap agar buku yang di beri judul “DASAR-DASAR

PENGEFREISAN” ini dapat membantu mengatasi persoalan yang di hadapi

di tempat kerja anda masing-masing.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang

setinggi-tingginya atas kritik dan saran yang di berikan demi penyempurnaan

buku ini. Semoga “TUHAN MENYERTAI”. Bandung, Desember 2013 Penulis,

POLBAN

iii

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .................................................................................... ii DAFTAR ISI .................................................................................................. iii

BAB 1. MESIN FREIS ................................................................................... 1

A. Pengelompokan Mesin Freis. .............................................................. 1

B. Jenis-jenis mesin freis yang sering digunakan. ................................... 2

BAB 2. FREIS ................................................................................................ 7

A. Gerakan-gerakan pada proses freis. .................................................... 7

B. Kemampuan Mesin. ............................................................................ 8

C. Teknik Dasar Pemotongan Benda Kerja. ............................................ 9

D. Metode Pemotongan.......................................................................... 10

E. Alat Bantu pada Mesin Freis. ............................................................ 15

F. Teknik penjepitan benda kerja. ......................................................... 24

G. Waktu Pemesinan di Mesin Freis. ..................................................... 27

H. Alat Potong (Pisau Freis). ................................................................. 31

BAB 3. KEPALA PEMBAGI....................................................................... 41

A. Kepala Pembagi Langsung. ............................................................... 41

B. Kepala Pembagi Universal. ............................................................... 43

C. Jenis-jenis Pembagian. ...................................................................... 44

1. Pembagian Langsung. ................................................................... 44

2. Pembagian tidak langsung. ............................................................ 45

3. Pembagian Differensial. ................................................................ 48

POLBAN


BAB 1 MESIN FREIS

Mesin freis atau Milling machines ditemukan sekitar tahun 1818, oleh Eli Whitney. Pada awal mulanya mesin freis digerakan secara manual, namun dengan perkembangannya hingga kini mesin freis telah dapat digerakan secara otomatis dengan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. A. Pengelompokan Mesin Freis.

Mesin freis dapat dikelompokan menjadi: 1. Dilihat dari posisi spindle, mesin freis dapat dibedakan menjadi:

a. Mesin freis vertikal, sumbu pisau freis (cutter) tegak lurus terhadap meja mesin. Alat pemegang pisau freis disebut adaptor. Mesin freis ini cocok untuk produksi.

b. Mesin freis horizontal, sumbu pisau freis (cutter) sejajar terhadap meja mesin. Alat pemegang pisau freis dapat menggunakan adaptor atau arbor. Mesin freis ini juga cocok untuk produksi.

2. Dilihat dari penggunaannya, mesin freis dapat dibedakan menjadi: a. Mesin freis penggunaan khusus, dapat digunakan untuk

pemotongan roda gigi, cam, bentuk, gravier, copy. b. Mesin freis penggunaan tunggal, mesin freis ini cocok untuk

pekerjaan produksi. Memiliki sebuah meja kerja yang panjang, pada tipe bed gerakan meja hanya pada arah longitudinal sedangkan gerakan transverse dan vertikal dilakukan oleh spindle pisau freis. Pada tipe knee meja dapat digerakan dalam tiga arah, yaitu longitudinal, transverse dan vertical. Mesin freis penggunaan tunggal disebut juga plain milling machine.

c. Mesin freis penggunaan umum, disebut juga mesin freis universal. Mesin ini cocok digunakan untuk pendidikan karena sifatnya yang sangat luwes dimana posisi spindle dapat vertikal, horizontal dan menyudut serta meja mesin dapat dimiringkan pada suatu sudut tertentu dalam posisi vertikal maupun horizontal serta dapat memotong bentuk spiral. Mesin ini juga sudah dilengkapi dengan alat pengontrol jarak gerakan meja maupun jarak gerakan spindle utama.

d. Mesin centers, selain digunakan untuk milling, mesin ini dapat digunakan untuk proses boring, reaming, tapping dan contour dalam sekali set-up. Pergantian alat potong dapat secara otomatis maupun manual.

POLBAN

2


3. Dilihat dari penempatan mejanya, maka mesin freis dapat dibedakan menjadi: a. Mesin freis tipe bed, dimana meja mesin diletakan pada suatu

alas yang kuat sehingga meja mampu menahan beban yang lebih berat. Pada tipe ini meja mesin tidak dapat digerakan pada arah vertikal, maja hanya dapat digerakan pada arah longitudinal dan transverse sedangkan gerakan vertikal dilakukan oleh spindle mesin.

b. Mesin freis tipe knee, dimana meja mesin digantungkan pada sebuah colum atau tiang. Mesin tipe ini tidak mampu menahan beban yang berat jika dibandingkan dengan tipe bed, akan tetapi meja mesin dapat digerakan dalam tiga arah yaitu vertikal, horizontal dan transverse.

4. Dilihat dari sumber gerakan untuk memproses benda kerja, maka mesin freis dapat dibedakan menjadi: a. Mesin freis konvensional (manual). b. Mesin freis semi otomatis c. Mesin freis otomatis.

B. Jenis-jenis mesin freis yang sering digunakan. 1. Mesin Freis Horizontal.

Mesin freis horizontal adalah mesin freis dengan spindle nose yang dipasang horisontal. Mesin jenis ini adalah mesin produksi. Meja mesin dapat melakukan gerakan dalam tiga arah, yaitu vertikal, longitudinal dan transverse.

Gambar 1.1. Mesin Freis Horizontal Tipe Knee.

POLBAN

3


2. Mesin freis vertical tipe knee. Mesin freis vertikal adalah mesin freis dengan spindle yang dipasang vertikal pada kepala mesin. Kepala mesin ini mungkin bertipe kepala tetap, tipe kepala bergerak atau bertipe kepala yang bisa dimiringkan. Meja mesin freis vertikal dapat bertipe knee atau bertipe bed. Mesin jenis ini adalah mesin produksi.

3. Mesin Freis Horizontal Tipe Bed.

Meja mesin freis tipe bed mampu menaha beban lebih berat jika dibandingkan dengan tipe knee, karena meja diletakan diatas alas yang kuat. Meja tipe ini hanya dapat digerakan pada arah melintang atau longitudinal, sedangkan gerakan vertikal dan transverse dilakukan oleh spindle alat potong.

Gambar 1.3. Mesin Freis Horizontal Tipe Bed.

Gambar 1.2. Mesin Freis Vertikal Tipe Knee.

POLBAN

4


4. Mesin Freis Universal. Mesin universal merupakan gabungan dari mesin freis vertikal dan

mesin freis horizontal, karena posisi spindle utamanya dapat diubah menjadi vertikal maupun horizontal. Knee dapat bergerak keatas dan kebawah (naik-turun) pada colum, knee membawa slide silang dan meja dengan longitudinal slide. Mesin ini dapat digunakan untuk freis muka, freis datar, freis spiral, pemotongan roda gigi pengeboran dan reaming, boring (peluasan), pembuatan celah dan lain-lain. Pemakanan dapat dihasilkan dengan tangan maupun otomatis.

Pahat dapat dipasang pada spindle nose atau horizontal arbor. Kepala khusus dapat digunakan untuk freis vertikal dengan posisi sudut tertentu. Pemakanan dan kecepatan spindle dapat dipilih dengan banyak ragam.

Mesin freis universal demikian lengkap, sehingga meja dapat dimiringkan dalam arah horizontal serta dapat diganti.

Gambar 1.4. Mesin Freis Universal.

Tiang

Pengatur gerakan

memanjang

Pengatur gerakan

melintang

Switching

Dasar

Kepala mesin

Meja mesin

Pengatur gerakan vertikal

Pedal otomatis

cepat

Pengatur gerakan otomatis

POLBAN

5


Mesin freis universal memiliki peralatan pendukung, seperti: a. Fixed angular table.

Meja jenis ini di pasang langsung pada meja vertical dan di pegang dengan baut-baut serta pasak yang di tempatkan pada alur yang berbentuk “T”.

Pasak-pasak sejajar ini menjamin ketepatan kedudukan meja (alignment) dalam hubungannya dengan sumbu geometris dari mesin. Meja ini di buat untuk meletakan semua peralatan dari meja, seperti ragum, meja putar, kepala pembagi dan lain-lain.

b. Inclinable universal table. Cara pemasangan meja ini sama seperti memasang fixed angular table. Meja ini digunakan bila mengerjakan benda kerja yang memiliki sudut tertentu dalam sekali pengerjaan. Sudut-sudut yang dapat di atur pada meja ini di antaranya:

Arah mendatar ± 30o. Arah vertical ± 45o. Arah maju-mundur ± 30o.

c. Kepala spindle vertical. Kepala spindle vertical dapat di atur atau di miringkan dan di ikat pada setiap sudut pada arah vertical, posisinya di tunjukan dengan tingkatan-tingkatan derajad. Alat ini memungkinkan untuk memotong pada posisi vertikan dengan besar sudut tertentu.

Tingkat kemiringan

POLBAN

6


d. Penahan arbor pisau freis. Pada pengefreisan horizontal, ujung dari arbor pisau freis yang berputar di tahan oleh penahan. Penahan ini di pegang oleh dua lengan bergeser.

e. Alat pembuat celah (kepala hobbing). Alat ini dapat digunakan untuk pembuatan alur pasak pada roda gigi maupun pada benda lainnya. Alat ini di pasang pada spindle horizontal pada mesin. Mekanisme dari alat ini yaitu mengubah putaran spindle menjadi gerakan naik turun (sliding ram).

Penahan

Arbor pisau freis

Sliding ram

Benda kerja

POLBAN


BAB 2 FREIS

Freis atau milling adalah suatu proses pemberian bentuk dengan jalan

menghilangkan atau pengambilan geram dari benda kerja dengan pertolongan alat potong (cutter) yang berputar dan mempunyai mata potong banyak maupun tunggal. A. Gerakan-gerakan pada proses freis. Untuk dapat melaksanakan proses pemotongan benda kerja pada mesin

freis maka diperlukan gerakan-gerakan sebagai berikut: 1. Gerakan berputar, gerakan ini adalah gerakan utama yang

dilakukan oleh alat potong (pisau freis), sambil memotong pisau freis atau cutter berputar pada sumbunya. Gerakan ini ditunjukan dalam gambar 2.1.

2. Gerakan pengikatan, untuk memungkinkan sisi potong pisau freis masuk kedalam benda kerja, maka benda kerja harus dijepit pada ragum atau pada meja mesin freis. Gerakan pengikatan ini ditunjukan dalam gambar 2.2.

3. Gerakan pemakanan, benda kerja digerakan sepanjang daerah yang akan dipotong. Gerakan pemakanan ini dalam bentuk gerak lurus atau gerak melingkar. Gerakan ini dilakukan oleh benda kerja. Gerakan pemekanan ini ditunjukan dalam gambar 2.3.

Gambar 2.1. Gerakan Utama (Pisau freis berputar)

Gambar 2.2. Gerakan Pengikatan (Benda kerja)

POLBAN

8


Gambar 2.3. Gerakan Pemakanan (Benda Kerja). B. Kemampuan Mesin. Kemampuan mesin ditunjukan oleh tipe mesin dan batas kemampuan

potong yang bisa dicapai. Pendekatan ke batas kemampuan ini adalah keharusan ekonomis dan hanya bisa dilaksanakan oleh seorang yang mempunyai pengetahuan tentang teknik milling (freis). Untuk mendukung tujuan ini, maka diperlukan keharmonisan dari faktor-faktor yang mempengaruhinya, yaitu: • Alat potong atau pisau freis, (bahan, ketajaman dan bentuk). • Benda kerja, (bahan dan bentuk). • Jumlah putaran (n):

n = Jumlah putaran (putaran per menit).

n

vc 1000d

vc = cutting velocity dari material (meter per menit).

d = diameter pisau freis (mm).

• Penampang geram (A): A a vf ae . A = Penampang geram (mm3per menit). a = Kedalaman pemotongan (mm). ae = Lebar pemotongan (mm). vf = feed velocity (mm per menit.

Laju pembuangan geram (Q): 𝑸 =

𝒂.𝒗𝒇.𝒂𝒆

𝟏𝟎𝟎𝟎

Gabungan dari ketiga gerakan tersebut dinamakan gerakan pemotongan.

POLBAN

9


Feed velocity (kecepatan pemakanan): f = Kemampuan potong alat potong (mm per

putaran). f fz Z fz = Kemampuan potong tiap mata potong (mm

per mata potong). Vf = f . n Z = Jumlah mata potong.

Untuk pisau freis dengan jumlah mata potong (1, 2, 4), maka jumlah mata potongnya sama dengan setengah dari jumlah sesungguhnya. Masing-masing faktor diatas saling mempengaruhi dan anda dapat menentukannya jika anda memiliki pengetahuan dan pengelaman kerja yang cukup.

C. Teknik Dasar Pemotongan Benda Kerja. Ada dua teknik dasar dalam pemotongan atau pengefreisan benda

kerja, yaitu: • Teknik pemotongan atau pengefreisan sisi, sumbu pisau freis sejajar

dengan permukaan benda kerja yang difreis. Pisau freis memotong hanya dengan gigi-gigi pada bagian sisi dari bentuk silindris. Permukaan yang difreis dapat mendatar, tegak dan menyudut.

Gambar 2.4. Teknik Pengefreisan Sisi

• Teknik pemotongan atau pengefreisan muka, sumbu pisau freis tegak lurus dengan permukaan benda kerja yang difreis. Gigi pisau freis bagian sisi dan bagian muka keduanya memotong dengan serentak. Permukaan yang difreis dapat mendatar, tegak dan menyudut.

Mendatar

Menyudut

Tegak

POLBAN

10


Gambar 2.5. Teknik Pengefreisan Muka

Dari teknik pengefreisan diatas, kita juga dapat mengefreis bentuk

seperti bentuk radius, alur, profil roda gigi. Bentuk-bentuk tersebut sangat tergantung kepada bentuk alat potong yang digunakan.

D. Metode Pemotongan. Ada tiga metode dalam proses pemotongan benda kerja di mesin freis.

Ketiga metode itu adalah: 1 Pada pengefreisan sisi, seperti yang ditunjukan dalam gambar 2.6,

benda kerja dapat difreis dengan metode pengefreisan searah atau dengan metode pengefreisan berlawanan arah dengan arah putaran pisau freis. a. Metode Pengefreisan Searah:

Metode pengefreisan searah, jika putaran pisau freis yang memotong searah dengan gerak maju benda kerja. Untuk pengefreisan sisi dengan sisi potong berbentuk “helical” aksi pemotongan bekerja lebih halus dan permukaan yang dihasilkan lebih halus. Metode pengfreisan searah ditunjukan dalam gambar 2.6a. Posisi pemotongan seperti ini di sebut juga down milling.

(a) (b)

Gambar 2.6. Pengefreisan sisi.

Tegak Mendatar Menyudut

POLBAN

11


Gambar 2.6a menunjukan, aksi pemotongan diawali dengan pemotongan yang lebih tebal dan ketebalan pemotongan berakhir pada permukaan yang diinginkan. Gaya potong yang terbesar terjadi pada permulaan pemotongan dan cenderung menekan benda kerja ke permukaan meja mesin sehingga benda kerja tidak bergetar. Metode ini dapat memotong benda kerja yang tipis. Pada metode ini gaya potong cenderung untuk menarik gerakan laju meja mesin atau benda kerja, sehingga hal ini akan menimbulkan kecelakaan atau kerusakan pada spindel meja mesin akibat hentakan gaya potong yang berulang-ulang. Metode ini hanya boleh digunakan pada mesin-mesin yang tidak memiliki kelonggaran pada spindel meja mesin atau pada mesin-mesin yang dilengkapi dengan alat pengatur kelonggaran spindel meja mesin (Backlash Eliminator). b. Metode Pengefreisan Berlawanan arah:

Metode pengefreisan berlawanan arah, jika putaran pisau freis yang memotong berlawanan arah dengan gerakan maju benda kerja. Metode ini dapat digunakan pada setiap jenis mesin freis. Untuk mendapatkan permukaan yang baik, meja mesin bergerak dalam kondisi yang normal. Gambar 2.6b di atas menunjukan, aksi pemotongan diawali dari permukaan yang diinginkan dan berakhir pada permukaan benda kerja. Pada metode ini aksi pemotongan dimulai dengan hanya menyentuh kemudian bertambah besar geramnya dan gaya potong juga bertambah besar. Benda kerja cenderung terangkat oleh gaya potong, oleh karena itu penjepitan benda kerja harus kuat. Posisi pemotongan seperti ini di sebut juga up milling

2. Pada pengefreisan muka, aksi pemotongan digabung antara metode pengefreisan searah dan metode pengefreisan berlawanan arah. Metode ini disebut metode netral. c. Metode Pengefreisan Netral:

Metode pengefreisan netral, dimana diameter pisau freis (d) yang digunakan sama dengan lebar benda kerja (b). aksi pemotongan dimulai dari pemotongan berlawanan arah sampai ditengah benda kerja. Ketebalan geramnya dari nol pada permulaan dan bertambah besar dengan tetap sampai

POLBAN

12


ditengah benda kerja. Pada tengah-tengah benda kerja aksi pemotongan dimulai lagi dengan pemotongan searah, ketebalan geramnya mengecil dan berakhir dengan nol. Karena ketebalan geram yang berubah-ubah, maka gaya potong pun berubah-ubah. Untuk mencegah kejelekan dari gaya potong yang berubah-ubah akibat dari ketebalan geram yang berubah-ubah, maka diameter pisau freis (d) harus diperbesar minimum 2/5 x lebar benda kerja, sehingga ketebalan geramnya akan lebih sama. Gambar 2.7 memperlihatkan proses pengefreisan muka dengan metode netral, dimana diameter cutter (d) sama dengan lebar benda kerja (b). Proses ini akan mengakibatkan gaya potong berubah-ubah.

Gambar 2.7. Pengefreisan muka dengan. metode netral (d = b).

Dengan memperbesar diameter alat potong sebesar 7/5 x lebar benda kerja, maka ketebalan geramnya akan lebih sama sehingga gaya potong akan lebih stabil.

Gambar 2.8. Pengefreisan muka dg. metode netral (d = 7/5 x b).

POLBAN

13


Selain metode netral, pada pengefreisan muka kita juga dapat menggunakan metode pemotongan searah atau berlawanan arah. Perhatikan gambar 2.9a dan gambar 2.9b.

Pada pengefreisan muka aksi pemotongan dilakukan oleh sisi potong cutter dan mata potong cutter pada bagian muka secara serentak. Masing-masing metode pemotongan yang telah disampaikan di atas, memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut:

a. Metode pengefreisan berlawanan arah: Keuntungan: Dapat dilaksanankan pada setiap mesin freis. Kerugian: Pada pengefreisan sisi, sebelum sisi potong memotong benda kerja, ia terlebih dahulu bergesekan dengan permukaan benda kerja dan menyeret geram kedalam putarannya. Jika pendinginan tidak sempuranah, maka pisau freis akan lebih cepat tumpul. Sebanding dengan meningkatnya ketebalan geram, maka gaya potong akan meningkat. Ketika mata potong meninggalkan benda kerja dengan tiba-tiba gaya potong menurun menjadi nol, perhatikan gambar 2.6b di atas. Hentakan ini terjadi berulang-ulang pada setiap gigi dan akan menimbulkan getaran sehingga permukaan benda kerja menjadi kasar. Untuk mengatasi kerugian ini maka pada ketebalan pemotongan yang dalam gunakan pisau freis yang giginya berdekatan dan laju meja mesin diperlambat.

Gambar 2.9a. Pengefreisan Muka dengan Metode Berlawanan arah.

Gambar 2.9b. Pengefreisan Muka dengan Metode Searah.

POLBAN

14


b. Metode pengefreisan searah: Keuntungan: Pada pengefreisan sisi tidak terjadi getaran karena gaya potong menekan benda kerja ke arah meja mesin, perhatikan gambar 9. Karena tidak terjadi getaran maka permukaan benda kerja akan lebih halus. Metode ini dapat memotong benda kerja yang tipis karena pada metode ini tidak terjadi getaran. Kerugian: Metode ini tidak dapat digunakan pada setiap mesin freis. Hanya mesin-mesin yang dilengkapi dengan alat pengatur kelonggaran spindel meja mesin atau mesin-mesin yang tidak memiliki kelonggaran pada spindel meja yang dapat menggunakan metode ini. Jika metode ini digunakan pada mesin yang memiliki kelonggaran spindel meja, maka gaya potong akan menarik meja mesin sehingga ulir pada poros pembawa meja yang sedang menempel atau mendorong ulir pada meja mesin akan terbawa oleh gaya potong. Hal ini akan terjadi berulang-ulang selama proses pemotongan dan akan mengakibatkan laju meja tidak stabil, benda kerja akan ditarik masuk kedalam putaran pisau freis sehingga pisau freis patah bahkan terjadi kerusakan pada ulir poros pembawa meja mesin. Gmbar 2.10 menunjukan kejadian tersebut.

Gambar 2.10. Penggunaan metode searah pada mesin freis yang memiliki kelonggaran pada spindel meja.

POLBAN

15


E. Alat Bantu pada Mesin Freis. Mesin freis biasanya dilengkapi dengan alat bantu, baik alat bantu yang digunakan untuk menjepit atau mencekam benda kerja maupun alat bantu yang digunakan untuk menjepit atau mencekam alat potong. 1. Alat bantu untuk menjepit alat potong.

Alat bantu untuk menjepit alat potong pada mesin freis adalah: adaptor cutter, adaptor collet, adaptor sarung pengurang, arbor, sarung pengurang, chuck bor dan lain-lain seperti kepala pelebar lubang yang biasa disebut boring head dan peralatan pembuatan celah. a. Adaptor cutter, adaptor cutter terdiri dari adaptor cutter

dengan spi atau pasak memanjang dan adaptor cutter dengan ring pemutar.

Adaptor pisau freis atau cutter ini digunakan untuk memegang face nilling cuttres, slotting cutters dan profile cutters yang dilengkapi dengan lubang silindris. Adaptor pisau freis dengan ring pemutar digunakan untuk memegang cutter yang memiliki dua alur pada bagian belakangnya dan baut pengunci menahan pisau freis pada arah aksial. Sedangkan adaptor pisau freis dengan pasak memanjang digunakan untuk memegang pisau freis yang memiliki alur spi pada lubangnya. Adaptor jenis ini dapat menggunakan ring perantara pada bagian belakang cutter.

Gambar 2.11. Adaptor cutter.

POLBAN

16


Gambar 2.12. Adaptor collet.

b Adaptor collet, collet dan pisau freis dengan tangkai silindris diikat oleh mur pada ujung muka adaptor, dan adaptor collet diikat melewati spindle nose oleh draw-bar. Adaptor collet ini dibuat khusus untuk collet-collet yang bertipe: ISO-Biconical collet, collet tipe ES 32 dan untuk collet W 20. Pemasangan dan penggantian collet dapat dilihat pada gambar berikut:

Collet dimasukan kedalam mur pengikat collet dengan arah dan cara pemasukan seperti terlihat pada gambar 2.13. Kedudukan ujung tirus collet akan disangga oleh mur pengikat pada tirus bagian dalam dan alur collet pada arah melingkar harus masuk pada pengait. Setelah kedudukan collet tegak lurus pada sumbu vertikal barulah mur collet

Gambar 2.13. Pemasangan collet.

POLBAN

17


dipasang pada adaptor collet dan pisau freis dimasukan ke dalam lubang collet dan dikencangkan dangan kunci kait. Untuk membuka collet, longgarkan mur pengikat collet sehingga mur pengikat akan menarik collet melalui pengait dan pisau freis dapat dilepas dari lubang collet. Tekan dengan jari pada bidang muka collet (arah membuka) dan collet akan terlepas dari dudukannya.

c Adaptor sarung pengurang, adaptor sarung pengurang ada dua jenis yaitu: jenis dengan baut differensial dan jenis dengan sekerup pemberhenti. 1 Adaptor dengan sekerup pemberhenti:

Gambar 2.14. Adaptor dengan sekerup pemberhenti.

Pisau freis dengan tangkai tirus dipasangkan ke dalam lubang konis dengan menggunakan baut inbus dan dikencangkan dengan kunci “L”. Sekerup pemberhenti berfungsi untuk menahan gerak mundur baut inbus ketika membuka pisau freis.

2. Adaptor dengan baut differensial:

Gambar 2.15. Adaptor dengan baut differensial.

Pemasangan dan pelepasan pisau freis kedalam adaptor dengan baut differensial adalah sebagai berikut:

POLBAN

18


a. Mula-mula pasang baut differensial ke dalam adaptor dengan kunci “L”.

b. Tentukan kedudukan pengikatan ± 12 mm (baut differensial muncul kedalam lubang tirus adaptor ±12 mm).

c. Sekerupkan pisau freis dengan tangkai tirus kedalam baut differensial dengan tangan.

d. Kencangkan pisau freis dengan memutar baut differensial dengan kunci “L” dengan arah berlawanan arah jarum jam.

e. Sedangkan untuk melepas pisau freis putar baut differensial searah jarum jam.

d. Arbor, arbor digunakan untuk mencekam pisau freis rata

dan pisau freis untuk slot. Pisau freis dimasukan pada arbor diantara ring perantara. Arbor ada yang menggunakan “spigot” atau alur pasak dan ada yang tidak menggunakan alur pasak. Arbor dengan spigot, pemasangannya menggunakan pasak memanjang (spi). Pasak memanjang dipasang pada arbor dan masuk kedalam alur pasak pada pisau freis. Ukuran standard diameter arbor adalah: 13 mm, 16 mm, 22 mm, 27 mm, 32 mm dan 40 mm.

Gambar 2.16. Arbor dengan “bearing bush”.

Pemasangan dan pelepasan arbor maupun adaptor terhadap spindle nose memerlukan perhatian khusus dalam setiap pekerjaan. Spindle nose dan tangkai konis dari adaptor maupun arbor harus dibersihkan untuk mencegah kerusakan dari bagian-bagian yang saling kontak.

POLBAN

19


Pemasangan dan pelepasan adaptor:

Gambar 2.17. Pemasangan dan pelepasan adaptor

Tangkai konis dipegang oleh spindle nose dan diikat dengan draw-bar. Sebelum memasukan adaptor ke dalam spindle nose, tangkai konis adaptor dan lubang konis spindle nose harus dibersihkan dengan tangan untuk mencegah kerusakan. Setelah yakin, adaptor dimasukan ke dalam spindle nose dan diikat dengan draw-bar, putar draw-bar searah jarum jam dan kencangkan dengan kunci secukupnya. Sedangkan untuk membukanya, putar draw-bar berlawanan arah jarum jam kurang lebih satu putaran atau perhatikan jarak antara kepala draw-bar dengan spindle nose kurang lebih 2 mm (perhatikan gambar 2.17). Setelah ada jarak tersebut ketuklah dengan palu plastik sehingga adaptor terasa longgar, lanjutkan dengan putaran tangan sampai lepas. Ada spindle nose mesin freis yang sistem pembukaan adaptornya tidak perlu diketuk dengan palu plastik melainkan hanya diputar dengan kunci sampai draw bar mendorong adaptor dan terasa longgar.

POLBAN

20


Pemasangan dan pelepasan arbor.

Gambar 2.18. Pemasangan arbor.

1. Hal-hal yang perlu diperhatikan waktu pemasangan arbor: a. Permukaan konis dan ring perantara harus benar-benar

bersih. b. Spi pada arbor (jika arbor menggunakan spi) harus masuk

kedalam pisau freis. c. Pisau freis rata dipasang sedemikian rupa sehingga gaya

yang terjadi (Thrust) menuju ke spindle nose. d. Pisau freis harus diletakan sedekat mungkin dengan

tumpuan (jarak X) agar arbor tidak bengkok akibat gaya potong.

e. Antara mur pengunci dan “bearing support” (penyangga) jaraknya ± 2 mm untuk menghindari gesekan.

f. Penyangga harus diberi oli sesudah pemasangan arbor. g. Draw-bar dan mur arbor harus benar-benar terikat kuat. h. Waktu mengencangkan mur pengunci, arbor harus

disangga oleh penyangga. 2. Hal-hal yang perlu diperhatikan waktu melepas arbor:

a. Kendorkan terlebih dahulu mur pengunci. b. Lepas penyangga dengan membuka baut-baut pengunci. c. Keluarkan cutter dari arbor dengan meleps terlebih

dahulu ring-ring perantara. d. Lepaskan arbor dari spindle nose dengan jalan, kendorkan

draw-bar kira-kira satu putaran atau perhatikan jarak 2

POLBAN

21


mm seperti pada gambar 2.17, kemudian ketuk draw-bar dengan palu plasti sehingga draw-bar terasa longgar kemudian lanjutkan putaran dengan tangan sampai lepas.

e. Sarung pengurang. Sarung pengurang digunakan untuk pemasangan pisau freis yang bertangkai konis maupun silindris dimana lubang spindle nose-nya lebih besar dari tangkai pisau freis. Untuk yang bertangkai konis dapat langsung dipasang dengan bantuan sarung pengurang, sedangkan yang bertangkai silindris harus menggunakan collet. Pisau freis bertangkai silindris dimasukan kedalam collet dan collet dipegang oleh sarung pengurang, kemudian dimasukan ke dalam spindle nose. Collet ditarik oleh draw-bar melewati spindle nose bersama-sama dengan sarung pengurang sampai pisau freis terjepit dengan kuat. Perhatikan gambar 2.19. Sedangkan pada pisau freis dengan tangkai konis teknik pemasangannya ada yang menggunakan baut pengencang dan ada yang menggunakan baut penyambung. Perhatikan gambar 2.20 dan gambar 2.21.

Gambar 2.19. Pemasangan sarung pengurang collet.

POLBAN

22


Untuk pemasangan pisau freis dengan tangkai konis pada mesin freis dengan lubang spindle nose yang lebih besar dari tangkai pisau freis, maka digunakan sarung pengurang. Pisau freis dipegang oleh baut penyambung

melewati sarung pengurang. Sarung pengurang dimasukan ke dalam spindle nose, kemudian ditarik oleh draw-bar melalui baut penyambung sampai benar-benar terkunci. Hal penting yang perlu diperhatikan pada teknik pemasangan ini adalah jarak antara baut penyambung dengan sarung pengurang harus minimal 2 mm untuk mempermudah proses pelapasan pisau freis dari sarung pengurang. Perhatikan gambar 2.20.

Pada teknik pemasangan dengan baut pengencangan, pisau freis ditarik dengan baut pengencang kedalam sarung pengurang. Kemudian sarung pengurang dimasukan kedalam spindle nose dan dijepit dengan pelat penguat pada bagian muka spindle nose dan dikunci dengan baut-baut pengunci. Teknik pemasangan ini hanya terdapat pada beberapa mesin freis universal. Perhatikan gambar 2.21.

f. Kepala Hobbing. Gambar 2.21. Pemasangan dengan

baut pengencang.

Gambar 2.20. Pemasangan dengan baut penyambung.

POLBAN

23


Mesin freis universal dapat dipasang dengan suatu alat yang dinamakan kepala hobbing. Alat ini memungkinkan kita untuk membuat celah-celah dan gigi-gigi dalam, macam-macam bentuk dalam lubang dan profil-profil luar. Alat ini berpasangan dengan kepala horisontal yang sama seperti kepala freis vertikal. Ada juga mesin hobbing khusus yang juga digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan hobbing. Prinsip Kerja kepala Hobbing: Prinsip kerjanya sama seperti pada mesin sekerap, pahat bergerak naik-turun yang dilakukan oleh poros engkol. Arah gerakan (langkah) biasanya vertikal terhadap meja, tetapi kepalanya dapat dimiringkan sesuai dengan besar sudut yang tersedia. Dibagian muka ada dua buah baut inbus untuk pencekaman pahat dan dua baut untuk mengatur kemiringan pahat.

Pengaturan Langkah Pahat. Pengaturan panjang langkah (L) dari peralatan hobbing adalah sebagai berikut:

Gambar 2.22. Kepala hobbing.

POLBAN

24


1. Putar spindel dari kepala horisontal mesin freis sampai baut penyetel tampak pada jendela bawah.

2. Kendorkan baut pengunci (b) setengah putaran berlawanan arah jarum jam.

3. Atur panjang langkah dengan baut (a) sambil melihat pada skala. 4. Kencangkan kembali baut pengunci (b) sekuat mungkin, putar

searah jarum jam. Perhatian:Jangan jalankan mesin sebelum langkah percobaan dengan tangan untuk mengetahui betul tidaknya penyetelan (atur alat potong pada posisi terrendah). Pahat Potong: Pahat potong pada peralatan hobbing, bentuknya disesuaikan dengan bentuk profil benda kerja yang dihasilkan. Sudut-sudut buang dan kebebasan serta kecepatan potongnya sama seperti yang digunakan pada mesin sekerap (mesin ketam). Peralatan ini biasa digunakan untuk membuat alur spi, roda gigi dalam dan lain-lain. F. Teknik penjepitan benda kerja. Teknik penjepitan benda kerja pada mesin freis dapat dilakukan

dengan menggunakan alat bantu sebagai berikut: 1. Benda kerja dapat di jepit dengan menggunakan ragum mesin.

Ragum mesin digunakan untuk menjepit benda kerja dengan ukuran tertentu. Benda kerja di letakan di antara rahang ragum kemudian di jepit dengan jalan memutar poros ulir dengan menggunakan spanner, sambil mengencangkan benda kerja di ketok dengan palu plastik sehinggan rapat dengan permukaan ragum bagian bawah. Jika benda kerja kurang tinggi, bagian Gambar 2.23. Ragum mesin.

Spanner

POLBAN

25


bawah benda kerja di alas dengan parallel pad. Benda kerja dan parallel pad harus rapat dan untuk menjamin kekuatan penjepitan spanner di ketok dengan palu plastik. Pada ragum momen di lengkapi dengan hydra booster system untuk penjepitan maksimum dengan gaya penjepitan minimum.

2. Benda kerja dapat di jepit pada meja putar dengan menggunakan

pencekam tiga rahang atau langsung pada meja putar. Gambar 2.25 berikut ini memperlihatkan meja putar yang di lengkapi denga chuk tiga rahang untuk menjepit benda kerja. Peralatan ini digunakan untuk membuat benda kerja yang melingkar seperti alur “T”, atau bentuk melingkar lainnya. Pada bagian yang melingkar di bagi dalam derajad dan satuan noniusnya untuk ketelitian pembacaan sampai dengan satu menit.

Gambar 2.24. Ragum momen

Hydra booster

Gambar 2.25. Meja putar (rotary table).

POLBAN

26


3. Benda kerja dapat di jepit pada kepala pembagi dengan menggunakan kolet atau pencekam tiga rahang. (Benda kerja yang dijepit menggunakan kolet permukaannya harus baik atau yang sudah melalui proses gerinda).

Kepala pembagi universal di lengkapi dengan chuk penjepit dan pelat pembagi. Untuk menjepit benda kerja yang panjang, pada ujung yang lainnya harus di sangga dengan penyangga (tailstock). 4. Benda kerja dapat langsung dijepit pada meja mesin dengan

menggunakan klem dan blok bertingkat.

Gambar 2.26. Universal dividing head.

Gambar 2.27. Adjustable tailstock.

Gambar 2.28. Penjepitan benda kerja dengan klem.

Klem

Benda kerja

Blok bertingkat

POLBAN

27


G. Waktu Pemesinan di Mesin Freis. Waktu pemesinan pada proses freis dapat dihitung dengan menggunakan rumus-rumus sebagai berikut: Waktu pemesinan (th): .𝑡ℎ =

𝐿 .𝑖

𝑉𝑓……… . menit

L = la + lu + l1 ............... mm. Vf = f . n ........... mm/menit. L = panjang langkah. la = panjang langkah awal. lu = panjang langkah akhir. i = jumlah pemotongan dalam satu permukaan. l1 (l) = panjang benda kerja.

Kecepatan penghasilan geram (V): 𝑉 =

𝑎 .𝑏 .𝑉𝑓

1000……… . cm3/menit, atau V = V’ . P

V = Kecepatan penghasilan geram (cm3/menit).

POLBAN

28


V’ = Kecepatan penghasilan geram yang diijinkan (cm3/kW menit). Lihat tabel 2.1. P = Daya (kW). a = Kedalaman pemotongan (mm). b = Lebar pemotongan (mm).

Tabel 2.1: Kecepatan penghasilan geram yang diijinkan (V’). Kecepatan penghasilan geram yang diijinkan V’ (cm3/kW menit)

Posisi pengefreisan Analloyed steel 35 ..... 60 kg/mm2

Alloyed steel 60 ..... 80 kg/mm2

Alloyed steel ..... 100 kg/mm2

Cast iron medium

hard

Brass and red brass

Light metel

Datar 12 10 8 22 30 80

Tegak 15 12 10 28 40 75

POLBAN

29


L

l

a

ls lu

d

ls

Vf

la

n

Gambar 2.24. Panjang langkah (L).

Gambar 2.23. Kedalaman pemotongan (a) dan lebar pemotongan (b).

POLBAN

30


Tabel 2.2. Referensi Kecepatan potong (vc) dan Kecepatan pemakanan (Vf). Cylindrical milling Shell end mill Side milling cutter End milling cutter Inserted blade cutter Slitting Saw

cutter (datar) Bahan b = 100 mm b = 70 mm b = 20 mm b = 25 mm b = 100 mm b = 2.5 mm

Material Roughing Finishing Roughing Finishing Roughing Finishing Roughing Finishing Roughing Finishing Roughing Finishing

a = 5 mm a = 0.5

mm a = 5 mm a = 0.5

mm a = 10 mm a = 5 mm a = 0.5

mm a = 5 mm a = 0.5

mm a = 10 mm

vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf vc Vf Carbon steel 17 100 22 60 17 100 22 70 18 100 22 40 17 50 22 120 20 20 30 50 45 40

up to 65 kg/mm² Alloy steel annealed 14 80 18 50 14 90 18 55 14 80 18 30 15 40 19 100 16 65 23 40 35 40

up to 75 kg/mm² Alloy steel tempered 10 50 14 36 10 55 14 42 12 50 14 25 13 20 17 65 14 36 18 30 25 30

up to 100 kg/mm² Cast iron 12 120 18 60 12 140 18 70 14 120 18 40 15 60 19 120 15 100 24 90 35 50

up to 180 Brinell Brass (Ms 58) 35 70 35 50 36 190 55 150 36 150 55 75 35 80 55 120 50 200 60 120 350 200 Light metel 200 200 250 100 200 250 250 110 200 200 250 100 160 90 180 120 250 250 300 90 320 280

POLBAN

31


H. Alat Potong (Pisau Freis).

1. Plain cutter. a. Pisau freis silindris: Tipe H (Keras), Tipe N (Normal) dan

Tipe W (Lunak). b. Shell End Mill.

c. Face mill. d. Carbide tipped.

e Side and Face mill.

2. Pisau Freis celah. a. Gergaji bulat. b. Pisau freis celah cakra. c. Pisau freis gigi silang. d. Pisau freis alur.

3. Pisau Freis bentuk. a. Pisau freis sudut. b. Pisau freis radius. c. Pisau freis modul. d. Pisau freis hobbing.

4. Pisau freis jari (end milling cutter). 1. Plain milling cutter.

a. Pisau freis silindris. Pisau freis silindris digunakan pada pengefreisan horizontal pada suatu permukaan yang datar. Pisau freis ini mempunyai gigi-gigi spiral pada bagian yang melingkar (silindris). Berdasarkan bahan yang akan di potong, pisau freis ini di badakan menjadi tiga macam menurut DIN 1836, yaitu tipe N, tipe H dan tipe W. Sudut spiral, kisar gigi dan sudut potongnya berbeda-beda dari ke tiga tipe tersebut. Sama seperti pada pisau freis shell end mill dan fase mill.

POLBAN

32


Tipe H (keras). Pisau freis tipe ini digunakan untuk memotong material yang ulet sampai 100 kp mm-2. Sudut potongnya besar (85o), kisarnya kecil (sama dengan jumlah giginya.

Sudut spiralnya ± 25o, sudut bebasnya 4o, sudut buang 5o, sudut baji 81o dan pemakanan kecil untuk tiap-tiap giginya. Tipe N (normal).

Pisau freis tipe ini digunakan untuk memotong baja biasa sampai 70 kp mm-2. Sudut potongnya tidak begitu besar (80o) dan kisarnya tidak begitu besar, alurnya juga tidak begitu besar.

Sudut spiralnya ± 30o, sudut bebasnya 5o, sudut buang 10o, sudut bajinya 75o dan pemakanan sedikit lebih besar untuk tiap-tiap giginya. Tipe W (lunak). Pisau freis tipe ini digunakan untuk memotong bahan yang lunak (seperti aluminium). Sudut potongnya kecil (36o), kisarnya besar (alurnya juga besar). Sudut spiral 35o, sudut bebasnya 8o, sudut buang 28o, sudut bajinya 54o dan pemakanan besar untuk tiap-tiap giginya.

POLBAN

33


b. Shell End mill cutter. Cutter ini sisi potongnya terdapat pada salah satu bagian muka dan bagian melingkarnya. Ke dua bagian sisi potong ini terutama digunakan pada pengefreisan dua permukaan yang saling tegak lurus.

Pisau freis ini lebih panjang di bandingkan diameternya. Pada penggunaannya pisau freis ini di pasang pada adaptor pisau freis. Shell End mill cutter ini dapat di bedakan menjadi face mill cutter, carbide tipped face mill dan side and face mill.

c. Face mill cutter. Face mill cutter digunakan untuk mengefreis dengan kedalaman yang tidak terlalu besar. Pisau freis ini pendek dan mempunyai gigi pemotong pada salah satu mukanya dan pada bagian melingkarnya. Cutter ini sama seperti shell end mill cutter hanya dia lebih pendek.

d. Side and face mill. Side and face mill cutter digunakan untuk mengefreis pengasaran dengan volume geram yang besar atau bila permukaan yang di kehendaki kasar.

Face mill untuk pengasaran di lengkapi dengan alur-alur berbentuk ulir pada bagian melingkarnya yang berfungsi untuk memutus geram. Kisar dari alur-alur yang berbentuk ulir tersebut di sesuaikan dengan bahan yang akan di freis. Gigi-gigi dan alurnya saling memotong untuk menghindari beban potong yang berlebihan.

Bentuk gigi-gigi pemutus geram.

POLBAN

34


e. Carbide tipped face mill Untuk diameter yang besar gigi-gigi-nya dari mata potong (tip) HSS atau carbide yang di buat khusus dan di pasang pada baja yang ulet dan di ikat dengan sekerup. Mata potong HSS atau carbide memotong hanya pada ujung-ujung-nya saja.

2 Pisau freis celah.

Pisau freis ini fungsi utamanya adalah untuk membuat celah dengan berbagai ukuran. Pisau freis ini terdiri dari beberapa tipe seperti di perlihatkan dalam gambar-gambar berikut ini. a. Circular blade (pisau freis gergaji bulat).

Pisau freis ini mempunyai gigi-gigi pada bagian melingkarnya. Sisi-sisinya di gerinda concave untuk mencegah bergesernya bidang yang telah di potong dengan sisi gergaji bulat. Gergaji ini digunakan untuk memotong atau membuat celah yang kecil (sampai dengan 2 mm) seperti celah pada kepala baut.

Pemasangan daun gergaji ini harus benar-benar di perhatikan karena gergaji bulat tidak mempunyai alur spi, arah putaran gergaji bulat harus berlawanan arah dengan arah penencangan mur pada arbor.

b. Side milling cutter (pisau freis gigi silang). Pisau freis gigi silang mempunyai gigi-gigi pada bagian yang melingkar dan pada bagian sisi-sisinya. Sisi potongnya di arahkan ke kanan dan kekiri (berselang-seling). Pisau freis ini sangat cocok untuk mengefreis celah yang dalam. Untuk baja: gigi-nya kecil dan sudut helix 15o.

carbide

POLBAN

35


Untuk logam yang lunak: gigi-nya besar dan sudut helix 15o. Pisau freis ini mempunyai alur spi untuk menjamin pisau freis tidak slip ketika memotong benda kerja.

c. Pisau freis cakra. Pisau freis celah biasanya mempunyai gigi yang lurus. Pisau freis ini digunakan pada pengefreisan celah yang tidak begitu dalam dan tebal dari pisau freis sampai 30 mm. Sisi-sisi dari pisau freis ini mempunyai lekukan untuk mencegah pergeseran dengan benda kerja yang telah terbentuk alurnya.

d. “T”-slot (pisau freis alur “T”).

Pisau freis alur “T” mempunyai gigi lurus atau gigi silang pada bagian melingkarnya dan pada ke dua sisi-nya. Pisau freis ini digunakan untuk mengefreis alur yang berbentuk “T”.

Sebelum mengefreis bentuk “T”, celah tegak lurusnya harus di freis terlebih dahulu dengan pisau freis jari (end milling cutter) atau dengan pisau freis side milling cutter.

e. Pisau freis alur melingkar.

Pisau freis ini di buat untuk mengefreis alur setengah lingkaran pada poros, biasanya di pakai untuk pasak benam cakra.

POLBAN

36


Pisau freis yang kecil biasanya mempunyai gigi-gigi hanya pada bagian melingkarnya. Pisau freis yang besar gigi-gigi-nya selain pada bagian melingkar juga terdapat pada ke dua sisinya.

3. Pisau freis bentuk. a. Pisau freis roda gigi (pisau freis modul).

Pisau freis roda gigi berbentuk “relieved cutter” atau “backed off cutter”. Pisau freis jenis ini digunakan untuk memotong celah di antara gigi-gigi satu demi satu. Pisau freis roda gigi (pisau freis bentuk) di gerinda hanya pada permukaan sisi potongnya supaya tidak mengubah bentuk dari pisau freis tersebut.

Bentuk dari alur-alur giginya berubah untuk setiap perbedaan jumlah gigi dalam batas tertentu untuk kisar yang sama. Pisau freis roda gigi dalam satu set-nya terdapat 8 buah atau 15 buah. Tabel 2.3 berikut ini menunjukan pisau freis “involute” 8 buah dalam satu set.

Tabel 2.3: Daftar pisau freis dalam satu set.

No. pisau freis

1 2 3 4 5 6 7 8

Jumlah gigi

12-13 14-16 17-20

21-25

26-34

35-54

55-134

135-

Ukuran dari pisau freis (module, diameteral pitch) juga di tunjukan. Menurut ukuran yang umum digunakan: Module (m): 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3, 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6. Modul pisau freis di buat untuk ketinggian (h = 2,166 mm).

b. Pisau freis hobbing. Pisau freis hobbing digunakan untuk membuat roda gigi di mesin hobbing. Pengambilan geram di lakukan secara berkelanjutan (generating method). Untuk setiap ukuran dari gigi hanya satu pisau freis yang digunakan.

POLBAN

37


Bentuk gigi dari pisau freis ini trapesium, tetapi involute-nya yang di buat lebih teliti dari pada dengan metode pembagian (indexing method).

c. Pisau freis sudut (angle cutter).

Pisau freis sudut bentuknya bermacam-macam, seperti di perlihatkan dalam gambar di atas. Pisau freis ini digunakan untuk memotong bentuk sesuai dengan pola cutternya. Pisau freis ekor burung (dove-tail cutter) digunakan untuk membuat celah ekor burung (vee-guides) dengan sudut 60o atau 50o. Pisau freis ini dapat di temukan dalam bermacam-macam sudut, seperti 45o, 60o dan 90o.

Pisau freis sudut ganda

Pisau freis ekor burung

Pisau freis ekor burung bertangkai

Pisau freis sudut bertangkai

Pisau freis hobbing

POLBAN

38


d. Cutter ujung radius. Cutter ujung radius terdiri dari bentuk cembung (convex) dan bentuk cekung (concave). Cutter ini digunakan untuk memotong bentuk radius pada bagian sisi benda kerja atau alur yang berbentuk radius.

Cutter ujung radius bentuk cembung (convex), sisi potongnya terdapat hanya pada bentuk radiusnya, radius yang terbentuk sesuai dengan ukuran radius pada cutter, sedangkan cutter bentuk radius ujung cekung (concave), sisi potongnya terdapat pada bagian ujung radiusnya dan di bagian sisinya, cutter ini dapat memotong alut berbentuk radius yang lebih dalam.

e. Pisau freis radius (form milling cutter).

Pisau freis convex dan pisau freis concave digunakan bila mengefreis bentuk radius. Gigi-gigi-nya di buat secara penurunan bentuk (backed-off). Pisau freis jenis ini dapat juga di temukan pisau freis yang digunakan untuk memotong radius pada posisi sudut 90o.

convex

Cutter ujung radius bentuk cekung

concave

POLBAN

39


f. Cutter ujung tirus. Cutter ujung tirus ini digunakan untuk memotong tepi yang tajam pada benda kerja (chamfer). Ukuran pemotongannya tidak terlalu besar. Cutter jenis ini dapat di temukan dalam sudut 45o, 60o, dan 90o.

4. Pisau freis jari (end milling cutter).

Pisau freis jari yang dapat digunakan untuk pengeboran. Pisau freis ini termasuk dalam end milling cutter. Tipe ini di buat untuk pengefreisan alur dan alur spi. Pisau freis ini bisa juga digunakan untuk pengeboran (sama seperti penggunaan mata bor). Panjang ke dua bibir potongnya di buat tidak sama, untuk mempermudah proses pemotongan. Pisau freis ini memiliki dua bibir potong dan tiga bibir potong.

Pisau freis jari yang dapat digunakan untuk pengefreisan permukaan yang ringan. Pisau freis ini selain dapat mengefreis permukaan, dapat juga digunakan untuk pengefreisan bentuk dan pengefreisan alur. Pisau freis ini terdiri dari dua bibir potong atau lebih, tergantung dari ukuran diameternya. Pisau freis ini tidak boleh digunakan untuk

Cutter alur bentuk “V”

Cutter ujung tirus (Counter sank)

POLBAN

40


pengeboran seperti pada mata bor karena pada pusatnya tidak bisa memotong.

Pisau freis dengan 4 mata potong



Pisau freis dengan 3 mata potong dan gigi pemutus


POLBAN


BAB 3 KEPALA PEMBAGI

Kepala pembagi adalah alat bantu pada mesin freis yang sangat penting, ia dibutuhkan jika pada permukaan benda kerja harus dibuat alur atau bentuk profil lainnya pada jarak tertentu, juga pada pembuatan profil roda gigi, segi empat atau segi enam dan sebagainya. Pada dasarnya kepala pembagi dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu kepala pembagi langsung dan kepala pembagi universal.

A. Kepala Pembagi Langsung. Kepala pembagi langsung ini biasanya digunakan pada mesin gerinda alat, baik sebagai alat bantu yang kemudian dipasangkan pada mesin maupun sebagai bagian dari mesin (sudah menjadi satu dengan mesinnya). Akan tetapi tidak menutup kemungkinan kepala pembagi ini digunakan pada mesin freis sebagai alat bantu pada pekerjaan-pekerjaan ringan dan sederhanan. Kepala pembagi ini mempunyai pelat pembagi yang dapat diganti dan dipasang langsung pada spindelnya. Dengan memutar spindel nose maka pelat pembagi akan ikut berputar, pengunci indeks atau pena indeks masuk kedalam alur” V “ atau lubang pada pelat indeks pada posisi pengefreisan yang baru.

Gambar 3.1. Kepala Pembagi Langsung.

POLBAN

42


a. Pelat Pembagi dengan Alur “V”.

Pelat pembagi ini biasanya mempunyai 24 atau 60 pembagian, tetapi tidak menutup kemungkinan ada juga pembagian yang lain. Untuk pembagian 24 atau 60 adalah sangat baik karena tidak ada pecahannya. Untuk 24 pembagian: 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 dan untuk 60 pembagian: 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60. Untuk mempermudah penempatan posisi yang baru, maka pelat pembagi mempunyai angka jumlah pembagian yang dibuat pada salah satu sisinya.

Gambar 3.2. Pelat Pembagi dengan Alur “V”. b. Pelat Pembagi dengan Lubang-lubang.

Pelat pembagi dengan lubang indeks mempunyai angka jumlah lubang yang digrafir pada bagian melingkarnya. Untuk menghitung jumlah lubang yang dikehendaki, pelat pembagi harus diputar untuk mencapai posisi yang baru.

Gambar 3.3. Pelat Pembagi dengan Lubang-lubang.

POLBAN

43


c. Penentuan Jarak Lubang atau Alur pada Pelat Indeks. Untuk menentukan jarak lubang atau alur “V “(keduanya dinotasikankan dengan nc) yang dikehendaki, maka jumlah lubang atau alur “V” pada pelat indeks (n) dibagi dengan pembagian yang kita kehendaki (Z).

Jika Z diketahui dalam jumlah pembagian, maka: ncn

Z dan

jika pembagian yang dikehendaki diketahui dalam besaran sudut (α), maka:

ncn

360o

Contoh: 1). Pembagian yang dikehendaki (Z) = 6, jumlah lubang pelat indeks (n) = 24. Tentukan jarak lubang yang dikehendaki (nc).

Penyelesaian: ncnZ

nc246

4 , berarti 4 jarak

lubang harus diputar pada pelat indeks yang jumlah lubang atau alur “V” nya ada 24.

Contoh 2). Pembagian yang dikehendaki (α) = 30o, jumlah lubang pelat indeks (n) = 60. Tentukan jarak lubang yang dikehendaki (nc).

Penyelesaian:

ncn

360nc

30 60360

5o

o

o

,berarti 5 jarak lubang harus

diputar pada pelat indeks yang jumlah lubang atau alur “V” nya ada 60.

B. Kepala Pembagi Universal. Kepala pembagi universal merupakan alat bantu yang penting pada mesin freis sebab tidaklah sempurnah jika bekerja pada mesin freis tidak sampai pada pekerjaan pembagian. Dengan bantuan peralatan ini, kita dapat mengerjakan macam-macam pembagian seperti pembagian langsung yang sudah dikerjakan pada kepala pembagi langsung, pembagian tidak langsung yang tidak dapat dikerjakan pada kepala pembagi langsung, dengan bantuan kotak roda gigi beserta roda gigi-roda giginya kepala pembagi ini dapat

POLBAN

44


mengerjakan jenis pembagian differensial (pembagian kompensasi) yang tidak dapat dikerjakan pada kedua jenis pembagian diatas. Pemotongan bentuk spiral (helikal) dan bentuk cam juga dapat dikerjakan dengan pertolongan alat ini, kepala pembagi ini juga dapat diputar dari posisi horizontal (sejajar meja mesin) ke posisi tegak (90o terhadap meja mesin). Jadi pada prinsipnya tidak ada jenis pekerjaan pembagian yang tidak dapat dikerjakan pada mesin freis. Begitu sempurnahnya sehingga alat ini dinamakan “kepala pembagi universal”. C. Jenis-jenis Pembagian.

Ada tiga cara dasar dalam pekerjaan pembagian dengan menggunakan kepala pembagi universal pada mesin freis, yaitu: 1. Pembagian Langsung.

Pekerjaan pembagian langsung pada kepala pembagi universal sedikit

agak berbeda dengan kepala pembagi langsung. Pada kepala pembagi universal kita harus melepas hubungan antara ulir cacing dengan roda gigi cacing agar pergerakan spindel lebih leluasa.

Gambar 3.4. Pembagian Langsung

Sedangkan rumus-rumus perhitungan pembagiannya sama seperti pada kepala pembagi langsung, yaitu: nc

nZ

dan ncn

360o

POLBAN


45

2. Pembagian tidak langsung. Jika angka pembagian Z tidak memungkinkan lagi untuk dikerjakan pada pembagian langsung, maka kita menggunakan cara pembagian tak langsung, sebab pada cara ini tersedia tiga variasi pelat indeks dengan jumlah lubang seperti ditunjukan pada tabel 3.1 dan table 3.2. Pada pekerjaan ini roda gigi cacing dan ulir cacing dalam keadaan terpasang, sehingga pada saat kita memutar tuas indeks nc, putaran ini akan diteruskan oleh poros berulir cacing ke roda gigi cacing yang dipasang menjadi satu dengan spindel benda kerja. Perbandingan putaran antara poros berulir cacing dengan roda gigi cacing biasanya empat puluh berbanding satu (40 : 1), artinya 40 kali putaran tuas indeks nc akan sama dengan satu kali putaran spindel benda kerja. Perbandingan ini biasanya disebut ratio kepala pembagi (i), atau i = 40 : 1. Perbandingan ini tidak selamanya 40 : 1, tergantung dari pembawaan kepala pembagi. Tabel 3.1: Pelat Indeks dalam satu set Nomor Pelat

Jumlah Lingkaran

Jumlah Lubang setiap Lingkaran

1 5 27, 31, 34, 41, 43

2 5 33, 38, 39, 42, 46

3 4 29, 36, 37, 40

Gambar 3.5. Pembagian Tidak Langsung

POLBAN


46

Tabel 3.2: Pelat Indeks dalam satu set Nomor Pelat

Jumlah Lingkara

n

Jumlah Lubang setiap Lingkaran

1 6 15, 18, 21, 29, 37, 43

2 6 16, 19, 23, 31, 39, 47

3 6 17, 20, 27, 23, 41, 49

Jumlah lubang pada pelat indeks sangat bervariasi, tergantung dari pembawaan kepala pembagi. Setiap kepala pembagi universal biasanya sudah disertakan satu set pelat indeks (3 buah) dengan variasi lubang yang berbeda.

Bagaimana cara menempatkan pena indeks yang terpasang pada tuas indeks (nc) terhadap lubang-lubang pada pelat indeks ?. Karena 40 putaran tuas indeks (nc) menghasilkan satu kali putaran benda kerja (i = 40 : 1), maka untuk Z pembagian yang sama dari benda kerja adalah:

𝑛𝑐 =

40

𝑍 putaran.

Jika Z diketahui dalam jumlah pembagian, maka: nc iZ

.

Jika pembagian yang dikehendaki diketahui dalam besaran sudut (α), maka: nc

i360o dimana:

nc = jumlah putaran tuas indeks i = ratio kepala pembagi (40 : 1) Z = jumlah pembagian α = besar sudut pembagian

Perlu diperhatikan bahwa sebelum melakukan pembagian, terlebih dahulu harus diketahui ratio kepala pembagi (i) dengan jalan putar tuas indeks (nc) dengan tangan sambil dihitung dan perhatikan putaran spindel benda kerja sampai satu putaran penuh dan pastikan berapa jumlah putaran tuas indeks (nc).

Bila pembagian yang dikehendaki (Z) lebih besar dari 40, maka ulir cacing (tuas indeks nc) harus diputar kurang dari satu putaran. Jika pembagian yang dikehendaki (Z) kurang dari 40, maka pecahan hasil pembagian harus diubah menjadi sejumlah angka. Dan pecahan yang terakhir ini harus diubah sampai penyebutnya sama dengan salah satu dari jumlah lubang pada pelat indeks yang tersedia. Pembilangnya akan menunjukan

POLBAN


47

sejumlah lubang yang harus kita putar pada pelat indeks untuk menambah beberapa putaran penuh yang diperoleh dari pembagian tersebut. Contoh: 1.) Pembagian yang dikehendaki (Z) = 12. Hitung putaran tuas

indeks (nc) untuk pembagian tersebut. Penyelesaian: nc

iZ

nc4012

3412

326

31442

. Ini berarti

bahwa tiga kali putaran penuh tuas indeks (nc), ditambah 14 jarak lubang, pada pelat indeks dengan jumlah lubang 42. Dari tabel pelat indeks diatas, diketahui bahwa pelat indeks dengan jumlah lubang 42 adalah pelat indeks nomor 2 (dua) pada tabel 3.1.

Contoh 2) Pembagian yang dikehendaki (α) = 37,2o . Hitung putaran tuas indeks (nc) untuk pembagian tersebut.

Penyelesaian: nci

36037 2 40

36037 2

918645

46

454

215o

o

o

, , .

Ini berarti bahwa 4 kali putaran penuh tuas indeks (nc), ditambah 2 jarak lubang, pada pelat indeks dengan jumlah lubang 15. Dari tabel pelat indeks diatas, diketahui bahwa pelat indeks dengan jumlah lubang 15 adalah pelat indeks nomor 1 (satu) pada tabel 3.2.

Penempatan posisi pena indeks terhadap pelat indeks.

Agar tidak terjadi kekeliruan dalam penetapan pena indeks terhadap pelat indeks, maka kepala pembagi universal dilengkapi dengan alat penanda lubang yang dapat digeser pada arah melingkar sesuai dengan perhitungan.

Gambar 3.6. Penempatan Pena Indeks pada Pelat Indeks.

Gambar 3.6 di atas menunjukan penempatan pena indeks terhadap pelat indeks sesuai dengan perhitungan pada contoh nomor 2 (dua), yaitu:

POLBAN


48

Tuas Indeks (nc)

Z1

Z2

R

Z4

Z3

Pengunci Pelat Indeks

Pelat Indeks

ik Benda Kerja

Ratio Kepala Pembagi (i)

Pelat indeks yang digunakan adalah pelat indeks dengan jumlah lubang 15, pena indeks ditempatkan pada lubang ke nol yang kita tentukan, kemudian atur lengan penanda lubang menempal pada pena indeks seperti pada gambar 3.6 dan lengan yang lainnya diatur pada posisi jarak lubang yang ke dua. Posisi ini adalah posisi pada pemotongan pertama. Untuk pemotongan ke dua dan seterusnya, tempatkan pena indeks pada posisi 2 (dua) dengan jalan; cabut pena indeks dari posisi nol, putar tuas indeks nc sesuai dengan arah putaran yang ditunjukan (empat putaran di tambah dua jarak lubang) dan tempatkan pena indeks pada posisi 2 (dua). Putar kedua lengan indeks berlawanan arah dengan arah putaran yang ditunjukan sehingga lengan indeks menempel pada pena indeks di posisi 2 (dua). 3. Pembagian Differensial.

Dengan metode pembagian differensial, kita dapat mengerjakan setiap pekerjaan pembagian pada mesin freis. Metode ini memungkinkan pembagian dengan angka pecahan yang penyebutnya tidak cocok dengan jumlah lubang yang tersedia pada pelat indeks. Pelat indeks tidak dimatikan (tidak dikunci), akan tetapi harus ikut bergerak ketika tuas indeks (nc) diputar. Ketika tuas indeks nc diputar, putaran dari tuas indeks ini akan diteruskan ke poros berulir cacing, poros ini akan menggerakkan roda gigi cacing yang dipasang menjadi satu dengan spindel benda kerja. Dengan perantaraan roda-roda gigi pengubah yang dipasang pada poros spindel benda kerja, putaran ini akan diteruskan ke pelat indeks sehingga pelat indeks ikut berputar.

Gambar 3.7. Pembagian Differensial.

POLBAN


49

Teknik pembagian differensial ini tidak dapat dilaksanakan pada posisi vertikal dan pada pengefreisan spiral. Metode ini memungkinkan untuk mengerjakan setiap pembagian yang dikehendaki (Z) dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:

a. Menentukan angka pembagian yang ideal (Z’), dibaca Zet aksen. Zet aksen (Z’) diambil maksimal 117% dari Z dan minimal 87 % dari Z.

b. Menghitung jumlah putaran tuas indeks (nc). c. Menghitung rangkaian roda gigi pengubah (R). d. Menentukan arah putaran pelat indeks.

• Jika Z’ lebih besar dari Z, pelat indeks berputar searah dengan putaran tuas indeks (nc).

• Jika Z’ lebih kecil dari Z, pelat indeks berputar berlawanan arah dengan putaran tuas indeks (nc).

Sebagaimana biasanya pada pekerjaan pambagian dengan menggunakan kepala pembagi universal, kita harus mengetahui ratio kepala pembagi (i), sedangkan pada pembagian differensial, selain (i) yang harus diketahui, kita juga harus mengetahui ratio roda gigi payung (ik) yang menggerakkan pelat indeks.

Untuk pembahasan kita kali ini, ratio kepala pembagi (i = 40 : 1) dan ratio roda gigi payung (ik = 1 : 1). Untuk ratio roda gigi payung (ik) tidak selamanya satu berbanding satu, tergantung dari kepala pembagi yang digunakan. Oleh sebab itu ratio roda gigi payung harus diperiksa dengan jalan; pasang poros penggerak roda gigi payung, putar dengan tangan dan perhatikan putaran pelat indeks sampai satu kali putaran penuh, pastikan berapa jumlah putaran poros penggerak roda gigi payung.

Dengan berorientasi pada i = 40 : 1 dan ik = 1 : 1, maka rumus-rumus yang digunakan pada pembagian ini adalah:

nc

i

Z ' dan Ri

Zik Z Z

'' atau R nc ik Z Z '

dimana: nc = Jumlah putaran tuas indeks. i = Ratio kepala pembagi (40 : 1). Z’ = Angka pembagian yang ideal. Z = Pembagian yang dikehendaki. ik = Ratio roda gigi payung. R = Rangkaian roda gigi pengubah.

Roda gigi pengubah biasanya disertakan bersama kepala pembagi dan disimpan secara terpisah di dalam sebuah kotak kayu. Rangkaian roda gigi pengubah (R) yang telah dihitung akan dipasangkan di samping meja mesin

POLBAN


50

(biasanya disebelah kiri meja mesin) dengan pertolongan sebuah kotak roda gigi (gear box).

Roda gigi pengubah yang disertakan bersama kepala pembagi adalah: 24, 24, 28, 32, 40, 44, 48, 56, 64, 72, 86, 100. Angka ini menunjukan jumlah gigi dari roda gigi pengubah. Contoh: 1). Pembagian yang dikehendaki (Z) = 51, ratio kepala pembagi

(i) = 40 :1, ratio roda gigi payung (ik) = 1 : 1. Hitung putaran tuas indeks (nc) dan roda gigi pengubah untuk pembagian tersebut.

Penyelesaian:

a. Menentukan angka pembagian yang ideal (Z’).

Z’ maksimal = 117 % x 51 = 59,67 Z’ minimal = 87 % x 51 = 44,37 Jadi Z’ dapat dipilih diantara angka 44,37 sampai dengan 59,67. Pemilihan angka pembagian Z’ disesuaikan sedemikian rupa sehingga cocok dengan jumlah lubang yang tersedia pada pelat indeks. Dalam hal ini Z’ dipilih 45, (Z’ = 45).

b. Menghitung jumlah putaran tuas indeks (nc).

nc

iZ

nc4045

nc89

nc1618

' . Ini berarti 16 jarak lubang

pada pelat indeks 18. Jadi tidak sampai satu putaran penuh. Pada tabel 3.2 diatas pelat indeks dengan jumlah lubang 18 adalah pelat indeks nomor 1(satu).

c. Menghitung rangkaian roda gigi pengubah (R).

Ri

Zik Z Z R

1618

1 45 51 '

'

R16 618

R9618

R12 86 3

R48 6424 24

, angka-angka tersebut adalah jumlah gigi dari roda gigi yang disertakan bersama kepala pembagi.

RZ ZZ Z

1 32 4

POLBAN


51

dimana: Z1 = 48 gigi Z3 = 64 gigi Z2 = 24 gigi Z4 = 24 gigi

Ini berarti Z1 menggerakkan Z2, Z2 dipasang satu poros dengan Z3, Z3 menggerakkan Z4. Sumber gerakkan adalah Z1, oleh sebab itu Z1 harus dipasang pada poros spindel benda kerja. Z4 adalah roda gigi yang digerakkan, oleh sebab itu Z4 harus dipasang pada poros roda gigi payung yang menggerakkan pelat indeks. Z2 dan Z3 dipasang satu poros pada poros bantu. Untuk lebih jalasnya lihat bab tentang pembagian differensial (gambar 3.7) pembagian differensial.

POLBAN


52

DAFTAR PUSTAKA

Alois SCHONMETZ,dkk, (1977), “Pengerjaan Logam dengan Mesin”, edisi

bahasa Indonesia, Angkasa, Bandung.

CM Tools catalogo generale, (2006).

Fretz, Buergier, Urwyler, (1978), “Teknik bengkel 6”, Swiss project on

Politechnic for Mechanics, Politeknik Mekanik Swiss-ITB,

Bandung.

Gerling H., (1965), “All about machine tools”, Wiley easternlimited, New

Delhi.

Heinzler, dkk, (1992), “Tabellenbuch Metell”, Verlag Europa Lehrmttel.

POLBAN

DASAR-DASAR PENGEFREISANdigilib.polban.ac.id/files/disk1/85/jbptppolban-gdl...di dunia industri. Selain itu, buku ini juga dapat digunakan sebagai buku pegangan dalam menyampaikan

Documents