makalah mesin frais

Depenisi mesin Frais(Milling Machine)

Mesin frais (Milling machine) Merupakan salah satu mesin konvensional yang mampu mengerjakan suatu benda kerja dalam permukaan datar ,sisi,tegak,miring, bahkan alur rodagigi.Mesin perkakas ini mengerjakan atau menyelesaikan suatu benda kerja dengan menggunakan pisau milling(cutter)

Politeknik Negeri medan

A.Teori dasar mesin Frais (milling machine)

       Pada tahun 1940, otomatis dengan menggunakancams, seperti halnya screw mesin danpercekaman chuck otomatis, telah dikembangkandengan baik pada dekade ini. Dengan berakhirnyaperang dunia ke dua, banyak ide tambahanpengembangan mesin servo yang dapatdigunakan di udara. Beberapa ide dimana dalamwktu dekat menggabungkan antara teknologiyang timbul dari digital komputer merubah controlmesin tool sangat drastik. Pengembangan secararinci sangat maju pada setiap decade setelahperang dunia ke dua.Pada tahun 1950, pembuatan numerical control(NC) telah muncul.Pada tahun 1960 dan 1970, NC dikembangkanmenjadi CNC, penyimpanan data dan pemasukanmedia dikembangkan, computer processing powerdan kapasitas memori terus meningkat, danmesin-mesin NC dan CNC berangsur-angsurdirubah dari level perusahaan yang besar ke levelperusahaan yang medium (menengah).

     Pengerjaan logam dalam dunia manufacturing ada beberapa macam, mulai dari pengerjaan panas, pengerjaan dingin hingga pengerjaan logam secara mekanis.

Pengerjaan mekanis logam biasanya digunakan untuk pengerjaan lanjutan maupun pengerjaan finishing, sehingga dalam pengerjaan mekanis dikenal beberapa prinsip pengerjaan, salah satunya adalah pengerjaan perataan permukaan dengan menggunakan mesin Frais atau biasa juga disebut mesinMilling.

Mesin milling adalah mesin yang paling mampu melakukan banyak tugas bila dibandingkan dengan mesin perkakas yang lain. Hal ini disebabkan karena selain mampu memesin permukaan datar maupun berlekuk dengan penyelesaian dan ketelitian istimewa, juga berguna untuk menghaluskan atau meratakan benda kerja sesuai dengan dimensi yang dikehendaki.

Mesin milling dapat menghasilkan permukaan bidang rata yang cukup halus, tetapi proses ini membutuhkan pelumas berupa oli yang berguna untukpendingin mata milling agar tidak cepat aus.

Proses milling adalah proses yang menghasilkan chips (beram).Milling menghasilkan permukaan yang datar atau berbentuk profil pada ukuran yang ditentukan dan kehalusan atau kualitas permukaan yang ditentukan.
           
Mesin frais (Milling machine) Merupakan salah satu mesin konvensional yang mampu mengerjakan suatu benda kerja dalam permukaan datar ,sisi,tegak,miring, bahkan alur rodagigi.Mesin perkakas ini mengerjakan atau menyelesaikan suatu benda kerja dengan menggunakan pisau milling(cutter) . Dengan ini Suatu mesin perkakas yang mengerjakan benda kerja menggunakan pisau atau pahat frais berputar pada poros utama mesin dan benda kerja di hantarkan ke pisau tersebut,baik dalam arah Horizontal,Melintang,maupun Vertikal.

B. Jenis-jenis Mesin frais
Terdapat beberapa jenis mesin frais. Berdasarkan spindelnya mesin frais dibedakan atas:
1. Mesin frais vertikal,Merupakan mesin frais dengan foros utamasebagai pemutar dengan pemegang alat  potong  dengan posisi tegak.

Mesin ini adalah terutama sebuah mesin ruang perkakas yang di konstruksi untuk pekerjaan yang sangat teliti.Penampilannya mirip dengan mesin frais jenis datar.Perbedaan adalah bahwa meja kerjanya dilengkapi gerak ke empat yang memungkinkan meja untuk berputar horizontal.

                                              
Gambar(a): Mesin fraiz vertikal
2. Mesin frais Horizontal, Merupakan mesin frais yang poros utamanya sebagai pemutar dan pemegang alat  potong pada posisi mendatar.

Gambar(b): Mesin fraiz Horizontal

3.   Mesin frais universal Ini adalah mesin produksi dari konstruksi yang kasar.Bangkunya ini adalah benda cor yang kaku dan berat serta menyangga sebuah meja kerja yang hanya memiliki gerakan longitudinal. Penyetelan vertikal di berikan dalam kepala spindel dan suatu penyetelan lintang di buat dalam pena atau ram spindel.

                                   
                                    Gambar(c) : Mesin frais Universal
  
C.Bagian-bagian Mesin Frais

            Bagian—bagian mesin frais dapat dilihat pada gambar di bawah ini yaitu:

A.    Lengan untuk kedudukan penyongkong obor

B.     Penyongkong obor

C.     Tunas untuk mengerakan meja secara otomatis

D.    Nok pembatas, untuk membatasi jarak gerakan otomatis meja

E.     Meja mesin, tempat untuk memasang benda kerja dengan perlengkapan mesin

F.      Engkol untuk mengerakan meja dalam arah memanjang

G.    Tuas untuk mengunci meja

H.    Baut menyetel, untuk menghilangkan getaran meja

I.       Engkol untuk menggerakan lutut dalam arah melintang.

J.       Engkol untuk menggerakan lutut dalam arah tegak

K.    Tuas untuk mengunci meja

L.     Tabung pendukung dengan batang ulir, untuk mngatur tingginya meja

M.   Lutut untuk kedudukan alas meja

N.    Tuas untuk mnegunci sadel

O.    Alas meja, tempat kedudukan untuk meja

P.      Tuas untuk merubah kecepatan motor listrik

Q.    Engkol meja

R.     Tuas untuk menentukan besarnya putaran spindel/pisau frais

S.      Tuas untuk mengatur angka-angka kecepatan spindel/pisau frais

T.      Tiang, untuk mengantar turun naiknya meja

U.    Spindel, untuk memutarkan arbor dan pisau frais

V.    Tuas untuk menjalankan spindle

D.Macam-Macam Pisau Frais

Ada bermacam-macam pisau pada mesin frais. Berikut ini jenis pisau frais adalah:

1. Pisau silindris, pisau ini digunakan untuk menghasilkan permukaan horizontal dan dapat mengerjakan permukaan yang lebar dan pekerjaan berat.

2. Pisau muka dan sisi, pisau ini memiliki gigi potong di kedua sisinya. Digunakan untuk menghasilkan celah dan ketika digunakan dalam pemasangan untuk menghasilkan permukaan rata, kotak, hexagonal, dll. Untuk ukuran yang besar, gigi dibuat terpisah dan dimasukkan ke dalam badan pisau. Keuntungan ini memungkinkan cutter dapat dicabut dan dipasang jika mengalami kerusakan.

3. Slotting cutter, Pisau ini hanya memilki gigi di bagian kelilingnya dan pisau ini digunakanuntuk pemotongan celah dan alur pasak

4. Metal slitting saw, pisau ini memiliki gigi hanya di bagian keliling saja atau memiliki gigi keduanya di bagian keliling dan sisi sisinya. Digunakan untuk memotong kedalaman celah dan untuk memotong panjang dari material. Ketipisan dari pisau bermacam -macam dari 1 mm – 5 mm dan ketipisan pada bagian tengah lebih tipis dari bagian tepinya. Hal ini untuk mencegah pisau dari terjepit dicelah.

5. Frais ujung, Frais ujung berukuran dari berdiameter 4 mm sampai diameter 40 mm.

6. Shell end mill, Kelopak frais ujung dibuat untuk disesuaikan dibor pendek yang dipasang di poros. Kelopak frais ujung lebih murah untuk diganti daripada frais ujung padat/solid.

7. Frais muka, Pisau ini dibuat untuk mengerjakan pemotongan berat dan juga digunakan untuk menghasilkan permukaan yang datar. Ini lebih akurat daripada cylindrical slab mill/frais slab silindris. Frais muka memiliki gigi di ujung muka dan kelilingnya. Panjang dari gigi di kelilingnya selalu kurang dari separuh diameter dari pisaunya.

8. Tee-slot cutter Pisau ini digunakan untuk frais celah awal. Suatu celah atau alur harus dibuat pada benda kerja sebelum pisau ini digunakan.

    Pisau frais

Beberapa bentuk pisau frais sesuai dengan penggunaanya, antara lain:(a) Pisau mantel, (b) Pisau sudut tunggal dan sudut ganda, (c) Pisau roda gigi, (d) Pisau alur, (e) Pisau sisi muka, (f) Pisau gergaji, (g) Pisau alur T, (h) Pisau jari

 

                                                     (Gambar: macam-macam pisau frais)

E. Alat dan Bahan

a. Milling machine (mesin frais)
b. Jangka sorong / kaliper
c. Pahat alas
d. Kuas
e. Coolant (pendingin)
f. Palu plastik
g. Stopwatch
h. Mistar siku
i. Kikir
j. Kunci tanggem

                                                       BAB 2
                                    PERINSIF KERJA MESIN FRAIS

A. Cara Kerja Mesin Frais (milling Machine)
        Pengerjaan yang terjadi di mesin frais horizontal. Benda kerja dijepit di suatu ragum mesin atau peralatan khusus atau dijepit di meja mesin frais. Pemotongan dikerjakan oleh pemakanan benda kerja di bawah suatu pisau yang berputar. Pekerjaan yang terjadi mesin frais vertikal. Pergerakkan meja dan ke atas dan ke bawah dari spindel. Mesin frais vertikal dapat menghasilkan permukaan horizontal.
       Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin milling.

Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem utama mesin millingyang bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan.

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

Adapun langkah-langkah sebelum melakukan pengefresan yaitu:
1. Mempersiapkan semua peralatan yang dibutuhkan dan benda kerja.
2. Mengukur benda kerja dengan menggunakan kaliper dan menghaluskan sedikit permukaannya dengan menggunakan kikir.
3. Mengatur putaran spindel yang sesuai untuk jenis benda kerja.
4. Menempatkan benda kerja yang akan difrais pada meja kerja.
5. Mencari titik permukaan/titik nol dan kemudian melakukan pemakanan untuk masing–masing sisi. Saat pemakanan dilakukan, mata pahat dan benda kerja diberi pendingin, sehingga benda kerja tidak mengeluarkan asap ( benda kerja panas ).
6. Mengatur ketebalan pemakanan.
7. Mencatat waktu yang diperlukan untuk satu kali pemakanan.
8. Mencatat keadaan akhir benda kerja.

    

                                         

B.Jenis-jenis Pengerjaan Mesin Frais

1.    Menfrais Datar
Pengerjaan yang dilakukan untuk membuat datar permukaan benda kerja.

2.    Menfrais Sudut
Pengerjaan yang dilakukan untuk membentuk sudut dengan kemiringan tertentu pada benda kerja.

3.    Menfrais Alur
Bentuk atau ukuran pisau frais yang digunakan untuk menfrais alur adalah tergantung dari bentuk alur itu, dalam hal ini kita dapat menggunakan segala alur.

4.    Menfrais Alur T
Menfrais alur T adalah pengerjaan dasar menfrais untuk membentuk alur T atau langkah pertamanya yaitu benda kerja di jalankan dengan alur kemudian alur T nya digunakan frais alur T. cara kerjanya alur T digunakan frais dengan menfrais alur.

5.    Menfrais Ekor Burung
Pengerjaan datar menfrais untuk membentuk alur atau celah ekor burung.Langkah pertamanya yaitu membentuk alur biasa dengan menggunakan frais alur kemudian digunakan dengn frais ekor burung, arah pengerjaan berlawanan arah dengan lontarannya.

C.TEKNIK PENGEFRAISAN

Teknik pengefraisan tergantung dari jenis mesin frais dan posisi alat potong (pisau frais terhadap bidang kerja). Berdasarkan hal tersebut ada dua macam teknik pengefraisan, yaitu:

1. Pengefraisan Sisi

Sisi mata potong sejajar dengan permukaan bidang benda kerja. Teknik pengefraisan ini menggunakan mesin frais datar.

2.       Pengefraisan Muka

Sisi mata potong tegak lurus terhadap bidang permukaan benda kerja. Pisau frais mempunyai mata potong sisi dan muka yang keduanya dapat melakukan pemotongan secara bersamaan. Pengefraisan ini menggunakan mesin frais tegak.

D.KECEPATAN POTONG DAN PEMAKANAN

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

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

                Tabel 01 Harga Kecepatan Potong

Bahan	Bahan Pisau Frais
	Baja Karbon	HSS	HSS Super	Stelit	Tantalum Karbit	Tngsten Karbid
Alumunium Kuningan Perunggu Besi Tuang Besi Tempa Baja Karbon Lunak Sedang Tinggi	83 – 66 13 – 26 10 – 20 10 – 14 12 – 16 10 – 15 10 – 14	166 – 332 24 – 58 21 – 44 10 – 16 16 – 26 10 – 16 24 – 34 20 – 30 16 – 26 10 – 16	20 – 34 14 – 24 10 – 16 26 – 42 24 – 34 20 – 30 14 – 24	267 – 498 50 – 64 34 – 54 16 – 24 30 – 44 20 – 30 14 – 20 38 – 50	50 – 84 44 – 64 34 – 50	332 – 664 116 – 200 64 – 142 42 – 64 84 – 108 50 – 64 94 – 164 84 – 124

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

Dimana :

f           = Besarnya pemakanan per menit
F          = Besarnya pemakanan per mata pisau
T          = Jumlah mata potong pisau
n          = Jumlah putaran pisau per menit

     Tabel 02 Harga Pemakanan Menurut Jenis Bahan dan Pisau Frais (per mata potong mm)

Jenis Pisau Frais	Jenis Bahan Benda
	Alumunium	Kuningan	Perunggu	Baja Sedang	Baja Keras	Baja Campuran	Besi Tuang
Muka Spiral Sisi dan Muka Jari Bentuk Gergaji	0,55 0,43 0,33 0,28 0,15 0,15	0,55 0,43 0,33 0,28 0,15 0,13	0,45 0,35 0,28 0,23 0,13 0,10	0,23 0,18 0,15 0,13 0,07 0,07	0,20 0,15 0,13 0,10 0,07 0,05	0,18 0,13 0,10 0,10 0,05 0,05	0,33 0,25 0,20 0,15 0,10 0,07

E.Gerakan dalam mesin milling

Pekerjaan dengan mesin milling harus selalu mempunyai 3 gerakan kerja.

1. Gerakan Pemotongan

Sisi potong cutter yang dibuat berbentuk bulat dan berputar dengan pusat sumbu utama.

2. Gerakan Pemakanan

Benda kerja digerakkan sepanjang ukuran yang akan dipotong dan digerakkan mendatar searah gerakan yang dipunyai oleh alas.

3. Gerakan Penyetelan

Gerakan untuk mengatur posisi pemakanan, kedalaman pemakanan, dan pengembalian, untuk memungkinkan benda kerja masuk ke dalam sisi potong cutter, gerakan ini dapat juga disebut gerakan pengikatan.


F.Perhitungan Dalam Mesin Frais
   untuk membuat roda gigi dari bahan pinion. Dimana dari awal diameter lingkaran awal 70 mm, lalu dibuat roda gigi dengan jumlah alur sebanyak 15 buah, dengan modul sebesar 4.5, diameter tusuk sebesar 9 mm dan  karakteristik kepala pembagi sebesar 40.

D =70 mm                              menjadi :

Langkah Kerja:

§  Mengitung T terlebih dahulu setelah diketahui diatas dengan cara:

Diket : D_L = 70 mm,  Z  = 15,  M = 4.5,  T = 9 mm,  N = 40

Ditanya : n = …………?

Jawab:

n =	N	=	40	= 2	10
	Z		15		15

    

          T = 2,16 x M  = 2. 16 x 4,5 = 9,7 = 9 mm

Dari hitungan diatas didapatkan kedalaman 9 mm dan banyaknya kita memutar plat pembagi sebanyak 2,5 putaran.

a.    Memasang Pinion pada mesin frais, menghidupkan mesin frais

b.    Memulai memfrais benda kerja dengn cara membuat kedalaman sebanyak 2 mm agar menghasilkan hasil yang diharapkan.

BAB 3
 PENUTUP

A.Kesimpulan dan Saran

1.Kesimpulan

Dalam pengoperasian mesin frais/milling kita dapat membuat beberapa benda yang sesuai dengan kebutuhan, dikarenakan pada meja mesin frais dapat diatur sesuai dengan keinginan/kebutuhan dalam membuat sebuah benda. Disamping hal tersebut pisau dari mesin frais beragam yaitu:

§  Pisau mantel

§  Pisau roda gigi

§  Pisau sisi muka

§  Pisau alur T

§  Pisau sudut tunggal

§  Pisau alur

§  Pisau gergaji

§  Pisau jari

Hal tersebut yang menjadikan mesin frais diklasifikasikan menjadi 3 jenis

2.Saran

                      Saya menyarankan kepada pihak yang bersangkutan agar supaya perkakasan   yang berhubungan dengan mesin frais ,agar di perbanyak ,agar setiap mahasiswa lebih leluasa dalam mengoperasikan mesin frais tersebut. Dan dapat membuat daya kreativitas setiap mahasiswa tumbuh dengan penu skil yang mendukung.sehingga dapat membuat sebuah universitas berkembang .

DAFTAR PUSTAKA

 [1] : Agung, Mario. 2004. Perancangan Fixture untuk Mesin EDM Wire Cutting. Surabaya: Institute Technologi Sepuluh Nopember Surabaya.

[2] : Tohari, M. Khamim. 2007. Perancangan Press Tool dan Fixture Komponen Bearing Case. Gresik: PT Agrindo Gresik.

[3] : Alamsyah, Deny. 2004. Simulation Design of CNC Milling

Machining Process for Emco VMC 200 Machine. Surabaya: Institute Technologi Sepuluh Nopember Surabaya.

[4] : Kiswanto, Gandjar. 2011. Optimasi Proses Permesinan Milling 3-axis, <URL:http://www.milling@google.
com.htm>. Surabaya Agustus 2011

[5] : Negara, Imade Ananta Kesuma. 2003. Perancangan Jig & Fixture Fork Side Clutch pada Traktor Tangan Tipe yst. Surabaya: Institute Technologi Sepuluh Nopember Surabaya.

BIODATA

Nama             : Epin Muhardani
Ttgl                : Bangko sempurna 31-08-1992
                       kab.Rohil, Prop.riau
Agama           : Islam
Univercity      : Politeknik Negeri Medan
E-mail                        : epin.muhardani@yahoo.com
No Hp                        : (+62)-23-6884-5567