MESIN FRAIS

MESIN FRAIS

MESIN FRAIS

2.1 Pengertian mesin frais
Mesin freis adalah mesin perkakas yang digunakan untuk mengerjakan atau menyelesaikan suatu benda kerja dengan menggunakan pisau freis (cutter) sebagai pahat penyayat yang berputar pada sumbu mesin. Dilihat dari kerjanya, mesin freis termasuk mesin perkakas yang mempunyai gerak utama berputar dan dengan demikian, freis sebagai alat pemotong bekerja berputar dan dipasang pada arbor mesin, yang didukung dengan alat pendukung arbor dan diputar oleh sumbu utama mesin.
2.2 Jenis-jenis Mesin Freis
2.2.1 Mesin freis meja
 Mesin freis meja termasuk mesin freis produksi, yang dapat mengerjakan bentuk-bentuk pekerjaan freis dengan jumlah hasil yang sama banyak dalam waktu yang singkat.

2.2.2   Mesin freis tegak
Pada mesin freis tegak letak sumbu utama spindelnya tegak lurus terhadap meja mesin. Dengan perlengkapan kepala tegak yang dapat diputar-putar maka, kedudukan dari spindel sumbu utama dapat dibuat menyudut terhadap meja mesin.
2.2.3 Mesin freis lutut dan tiang
Mesin freis lutut dan tiang disamping dipergunakan pada bengkel-bengkel perusahaan juga banyak dipergunakan pada tempat latihan atau sekolah-sekolah kejuruan dimana terdapat pelajaran praktek mesin. Bagian utama mesin ini ialah: tiang, dan pada tiang ini dipasang lutut yang dapat bergerak naik dan turun.
Sadel sebagai pasangannya dapat bergerak melintang kearah tiang dan mundur diatas lutut itu. Diatas sadel tedapat meja yang dapat bergerak membujur secara otomatis atau secara manual.

2.2.4 Mesin freis universal
Pada mesin freis universal, meja dari mesin ini pada prinsipnya sama seperti pada mesin freis datar, hanya saja meja mesin freis universal dapat diputar mendatar, dapat membuat sudut  ± 45ยบ kearah tiang mesin.
2.2.5 Mesin freis produksi
Mesin freis jenis ini biasanya digunakan oleh pabrik-pabrik besar, karena digunakan untuk menghasilkan barang secara cepat.
2.2.6   Mesin freis penyerut
         Mesin freis ini memiliki fungsi yang hampir sama dengan mesin gerinda, karena digunakan untuk mengurangi ukuran benda kerja secara cepat.
2.2.7   Mesin freis korter
         Mesin freis jenis ini digunakan untuk pengerjaan benda kerja yang membutuhkan ketelitian yang cukup tinggi.
2.2.8   Mesin freis ketam
         Mesin freis ini digunakan untuk membuat permukaan benda kerja halus dan rata.
2.3 Bagian-Bagian Mesin Freis
Berikut ini merupakan bagian-bagian dari mesin freis sesuai dengan gambar dibawah ini :
Keterangan gambar :
A.    Lengan, digunakan untuk kedudukan penyokong arbor.
B.     Penyokong arbor, digunakan sebagai tempat pahat freis (cuter).
C.     Tuas, digunakan untuk menggerakkan meja secara otomatis.
D.    Nok pembatas, digunakan untuk membatasi jarak gerakan otomatis meja.
E.     Meja mesin, digunakan tempat untuk memasang benda kerja dan perlengkapan mesin.
F.      Engkol, digunakan untuk menggerakkan meja dalam arah memanjang.
G.    Tuas, digunakan untuk mengunci meja.
H.    Baut penyetel, digunakan untuk menghilangkan getaran meja.
I.       Engkol, digunakan untuk menggerakkan lutut dalam arah melintang.
J.       Engkol, digunakan untuk menggerakkan lutut dalam arah tegak.
K.    Tuas, digunakan untukmengunci meja.
L.     Tabung pendukung dengan batang ulir, digunakan untuk mengatur tingginya meja.
M.   Lutut, digunakan untuk kedudukan alas meja.
N.    Tuas, digunakan untuk mengunci sadel.
O.    Alas meja, digunakan sebagai tempat kedudukan untuk meja.
P.      Tuas, digunakan untuk merubah kecepatan motor.
Q.    Engkol meja.
R.     Tuas, digunakan untuk menentukan besarnya putaran spindel dan pisau freis.
S.      Tuas, digunakan untuk mengatur angka-angka kecepatan spindel dan pisau freis.
T.      Tiang, digunakan untuk mengantar turun naiknya meja.
U.    Spindel, digunakan untuk memutarkan arbor dan pisau freis.
V.    Tuas, digunakan untuk menjalankan spindel.

2.4  Ukuran Mesin Freis
Ketentuan dasar dari mesin freis adalah ukuran, kekuatan motor, macam dan bentuknya. Ukuran mesin freis ditentukan oleh kapasitas panjang langkah mejanya pada arah mendatar, melintang dan tinggi pergerakan lutut secara maksimum. Mesin freis dengan bentuk lutut terbagi dalam 6 ukuran standard panjang langkah mendatar mejanya, yaitu:
§  Nomor 1 panjang meja 550 mm.
§  Nomor 2 panjang meja 700 mm.
§  Nomor 3 panjang meja 850 mm.
§  Nomor 4 panjang meja 1050 mm.
§  Nomor 5 panjang meja 1250 mm.
§  Nomor 6 panjang meja 1500 mm.
Ukuran ini biasanya digabungkan dengan ukuran daya motornya, misalnya untuk nomor 3 dengan 3 DK.

2.5  Prinsip Kerja Mesin Freis
         Dilihat dari kerjanya, mesin freis termasuk mesin perkakas yang mempunyai gerak utama berputar dan dengan demikian, freis sebagai alat pemotong bekerja berputar dan dipasang pada arbor mesin, yang didukung dengan alat pendukung arbor dan diputar oleh sumbu utama mesin.
         Untuk mengadakan penyayatan, benda kerja dipasang pada meja kemudian meja ini dinaikkan sehingga benda kerja itu termakan oleh pisau yang sedang berputar, kemudian meja digerakkan sesuai dengan kebutuhannya untuk memberi penyayatan yang terus-menerus.
         Pada dasarnya gerakan dari meja mesin freis itu dapat dilakukan dalam dua arah, yaitu gerakan datar (membujur dan melitang) dan gerakan tegak (naik dan turun), juga gerakan dari meja ini dapat dilakukan secara manual maupun otomatis.

2.6  Dasar Pengerjaan Freis
Pada pengerjaan mesin freis beram yang terjadi dikarenakan oleh gerakan pisau freis, sisi potongnya membentuk sebuah lingkaran, pisau freis merupakan pahat potong yang berganda. Agar supaya pisau freis dapat memotong benda kerja sisi potongnya juga mempunyai sudut baji seperti halnya pada pahat bubut, untuk mendapatkan beram benda kerja bergerak lurus, gerakan utama dan gerak pemotongan dijalankan oleh mesin, selama pengerjaan setiap mata pahat memakan benda kerja hanya pada waktu berputar dan harus mendapatkan pendinginan, oleh sebab itu tekanan tidak seberat pada pahat bubut dan pada sisi potongnya akan memotong dengan konstan.
         Pada pengerjaan yang sederhana sumbu pahat paralel dengan permukaan benda kerja yang dikerjakan, pahat berbentuk silinder dan mempunyai sisi potong pada kelilingnya. Pada pengerjaan yang kedua sumbu pahat tegak lurus dengan permukaan benda kerja. Pisau freis bukan hanya memotong dengan gigi-gigi pada sekelilingnya saja tetapi juga dengan bagian muka pisau freis, beram akan terpotong sama tebalnya.
2.7  Perlengkapan Mesin Freis
Perlengkapan mesin freis pada garis besarnya dapat dibagi dalam tiga bagian, yaitu perlengkapan yang kedudukannya pada paksi mesin, misalnya poros freis kolet, dan alat-alat lain yang digunakan untuk pemasangan pisau freis. Perlengkapan kedua ialah perlengkapan yang fungsinya sebagai alat penjepit misalnya catok, pelat-pelat penjepit, penahan benda kerja dan lain-lain.
Sedangkan yang termasuk kedalam perlengkapan ketiga adalah kepala pembagi, kepala lepas, dan perlengkapan tegak (vertical milling attachment). Berikut ini merupakan penjelasan dari beberapa perlengkapan mesin freis, diantaranya:

2.7.1  Arbor (poros freis)
         Arbor adalah tempat memasang atau memegang pisau freis pada setiap mesin, sepanjang arbor dibuat alur pasak yang sama ukurannya dengan alur pasak yang terdapat pada ring penjepit pahat yang juga sesuai dengan alur pasak yang terdapat pada pahat freis.
Arbor atau poros freis merupakan perlengkapan mesin freis yang gunanya sebagai tempat kedudukan pisau freis dan ditempatkan pada sumbu utama mesin. Alat ini bentuknya bulat panjang dan sepanjang badannya beralur spi (pasak), bagian ujungnya berbentuk tirus (tirus brown and sharp) dan ujung yang lainnya berulir. Poros ini dilengkapi dengan cincin (ring penekan) yang dinamakan collar.
2.7.2  Cutter (pisau freis)
Alat penyayat yang dipakai waktu mengefreis ialah pisau freis. Umumnya bentuk pisau ini bulat, panjang dan disekelilingnya bergerigi. Bentuk pisau freis adalah bermacam-macam sesuai dengan fungsinya, dan pada umumnya terbuat dari baja kecepatan tinggi. Berikut ini merupakan beberapa macam pisau freis, diantaranya:
1.      Pisau perata, pisau ini mempunyai jumlah gigi sedikit dengan sudut heliks kiri atau kanan dan dapat menyayat dengan sayatan yang tebal. Oleh karenanya pisau ini dapat digunakan untuk pengerjaan permulaan.
2.      Pisau samping, pada bagian sisi pisau ini memiliki gigi yang bentuknya tirus, pisau ini digunakan untuk membuat alur spi atau alur-alur lainnya.
3.      Pisau muka (face milling cutter), bagian sisi dan sekeliling permukaannya bergigi, pisau ini biasanya terbuat dari dua macam bahan: badannya terbuat dari bahan yang lebih lunak dari pada giginya.
4.      Pisau roda gigi (spur gear cutter), pisau ini digunakan untuk mengefreis gigi-gigi. Bentuknya bermacam-macam, misalnya pisau untuk roda gigi lurus, pisau untuk roda gigi payung, pisau untuk roda gigi cacing dan lain-lain.
5.      Pisau ujung (end mill cutter), pisau ujung mempunyai gigi disekeliling badannya dan juga pada ujungnya. Pisau ini ada yang bertangkai (lurus atau tirus) dan ada pula yang tidak.
6.      Pisau bentuk (form milling cutter), bentuk pisau bentuk adalah bermacam-macam dan digunakan untuk membentuk permukaan menjadi beralur cekung, beralur cembung, dan lain-lain.
7.      Pisau alur T (T slot milling cutter), pisau yang bertangkai tirus ini digunakan untuk membuat alur yang berbentuk T seperti alur yang terdapat pada meja mesin bor atau meja mesin serut.
8.      Pisau sudut (anggular milling cutter), bentuk permukaan gigi pisau ini bersudut dan terdiri atas pisau besudut tunggal dan bersudut kembar. Guna pisau ini adalah untuk mengefreis permukaan sehingga membentuk bermacam-macam sudut.
9.      Pisau belah (slitting saw), pisau ini berfungsi untuk membuat alur kecil dan untuk membelah.
2.7.3  Ragum penjepit
         Ragum digunakan untuk menjepit benda kerja, karena ukuran dan bentuk benda kerja berbeda-beda, maka disediakan juga bermacam-macam ragum sebagai berikut.
1. Ragum datar
Ragum ini digunakan untuk pekerjaan ringan.
2.Ragum pelat
Ragum pelat digunakan untuk pekerjaan berat pada mesin-mesin yang besar.
3. Ragum busur
Pada alas ragum busur ini terdapat skala indeks sudut, sudut rahang benda kerja dapat disetel dalam arah horizontal sebesar sudut tertentu.
4.Ragum universal
Pada ragum ini sudut rahangnya dapat disetel dalam arah horizontal dan vertical sebesar sudut tertentu.
2.7.4  Kolet     
         Kolet adalah alat penjepit pisau freis yang bertangkai tirus. Bentuk alat ini bermacam-macam, tetapi prinsip kerjanya sama. Penempatannya pada paksi mesin ada yang diikat dengan baut, tetapi ada juga tidak.
2.7.5  Kepala lepas
         Alat ini sama seperti kepala lepas pada mesin bubut, berfungsi sebagai penahan benda kerja yang akan difreis bila benda tersebut dipasang diantara kedua senter atau salah satu ujungnya dijepit pada cekam. Kepala lepas dipasang diatas meja mesin dengan kedudukan segaris dengan kepala pembagi.
2.7.6 Kepala pembagi
            Benda kerja dapat dipasang antara dua senter, satu senter dipasang dalam lubang dalam spindle kepala pembagi dan senter lainnya dipasang pada kepala lepas, untuk menahan benda kerja yang panjang biasanya digunakan kepala lepas.
            Untuk membuat roda gigi, segi banyak beraturan. Alur-alur poros digunakan kepala pembagi, kebanyakan roda cacing yang terdapat pada kepala pembagi bergigi 40 dan poros cacing berulir tunggal sehingga untuk memutar satu putaran benda kerja memerlukan engkoldiputar 40 kali. Kepala pembagi ini berfungsi untuk membuat pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang tadi dalam sekali pemakanan. Macam kepala pembagi ada 4 yaitu pembagian langsung, pembagian sederhana, pembagian sudut, dan pembagian diferensial.
2.7.7 Meja putar
            Untuk mesin freis tegak atau vertical digunakan maja putar sebagai kepala pembaginya, dalam alat ini dibuat alur T untuk menambatkan atau menjepit benda kerja atau perkakas lain dengan bantuan baut jepit. Meja putar keliling dapat dikokohkan diatas meja penambat mesin freis dengan bantuan baut penjepit.
2.8  Elemen Dasar Proses Pemesinan
            Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan spesifikasi geometrik suatu produk komponen mesin. Bagi suatu tingkatan proses, ukuran obyektif ditentukan dan pahat harus membuang sebagian material benda kerja sampai ukuran obyektif tersebut tercapai. Hal ini dapat dilaksanakan dengan cara menentukan penampang geram sebelum terpotong. Selain itu, setelah berbagai aspek teknologi ditinjau, kecepatan pembuangan geram dapat dipilih supaya waktu pemotongan sesuai dengan yang dikehendaki. Pekerjaan seperti ini akan ditemui dalam setiap perencanaan proses pemesinan. Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan yaitu sebagai berikut :
1.      Kecepatan potong (cutting speed)      ; v (m/min)
2.      Kecepatan makan (feeding speed)      ; vf  (mm/min)
3.      Kedalaman potong (depth of cut)      ; a (mm)
4.      Waktu pemotongan (cutting time)      ; tc (min)
5.      Kecepatan penghasilan geram             ; Z (cm3/min)
(rate of metal removal)

            Elemen dasar pada proses pengerjaan freis adalah sebagai berikut :
      1. Kecepatan potong                    
      2. Gerak makan                            
      3. Waktu pemotongan                 
      4. Kecepatan penghasilan geram 
      Keterangan :
      w  = Lebar pemotongan
      lw = Panjang pemotongan
      a   = Kedalaman potong
      d   = Diameter luar
      z   = Jumlah gigi
      n   = Putaran poros utama
      vf  = Kecepatan makan

2.9 Toleransi
            Toleransi adalah dua batas ukur yang diizikan pada suatu komponen atau benda kerja lainnya. Dimana komponen atau benda kerja tersebut tidak pas atau sesuai dengan yang kita inginkan. Toleransi terbagi dua, yaitu toleransi atas dengan tanda plus (+) dan toleransi bawah dengan tanda minus (-).
Contoh :
      15,00± 0,02
            Maksudnya yaitu ukuran yang diminta adalah 15mm. Tetapi jika ukurannya 15,02 mm atau 14,98mm diperbolehkan dan tidak boleh dari 15,02 mm dan kurang dari 14,98mm.
Tabel 2.1 Variasi Yang Didizinkan Untuk Ukuran Linier
Ukuran nomina
(mm)
0,5
s/d 3
Diatas 3
s/d 6
Diatas
6
s/d 30
Diatas 30
s/d 120
Diatas 120
s/d 315
Diatas 315
s/d 1000
Diatas 1000
s/d 2000

Variasi yang di izinkan
Seri teliti
± 0,05
± 0,05
± 0,1
± 0,15
± 0,2
± 0,3 
± 0,5
Seri sedang
± 0,1
± 0,1
± 0,2
± 0.3
± 0,5
± 0,8
± 1,2
Seri kasar

± 0,2
± 0,5
± 0,8
± 1,2
± 2
± 3

Pada pekerjaan Milling  menggunakan toleransi geometri, Toleransi linier dan toleransi sudut.

Tabel 2.2 Lambang Sifat Elemen Yang Diberi Toleransi

Untuk melakukan pengerjaan, gambar job sheet perlu diberi arah pengerjaan sehingga benda kerja yang dibuat sesuai dengan bentuk yang dinginkan.

Tabel 2.3 Lambang Arah Pengerjaan

Untuk meletakan lambang pada gambar diperlukan spesifikasi konfigurasi permukaan benda kerja yang setiap posisi mempunyai kegunaan atau keterangan seperti pada gambar dibawah ini
a.       Nilai kekasaran Ra dalam Micrometer
b.      Cara produksi, pengerjaan, atau pelapisan
c.       Panjang contoh
d.      Arah pengerjaan
e.       Kelonggaran mesin
f.       Nilai kekasaran lain
a. Toleransi bagian-bagian
Oleh karena ketidak telitian pada proses pembuatan yang tidak dapat dihindari, suatu alat tidak dapat dibuat setepat ukuran yang diminta. Agar supaya persyaratannya dapat dipenuhi,ukuran yang sebenarnya diukur pada benda kerja boleh terletak antara dua batas ukuran yang diizinkan. Perbedaan dua batas ukuran disebut toleransi.

b. Standar Toleransi Internasional IT
            Toleransi yaitu perbedaan penyimpangan atas dan bawah,harus dipilih secara seksama, agar sesuai dengan persyaratan fungsionalnya. Kemudian macam-macam nilai nomerik dari toleransinya untuk tiap pemakaian dapat dipilih oleh siperencana. Untuk menghindari keraguan dan untuk keseragaman nilai toleransi standar telah ditentukan oleh ISO/R286 (ISO System of Limits and Fits-Sistem ISO untuk limits dan suaian ). Toleransi standar ini disebut toleransi internasional atau IT.

c. Kwalitas toleransi
            Dalam sistim standar limits dan suaian, sekelompok toleransi yang dianggap mempunyai ketelitian yang setaraf untuk semua ukuran dasar disebut kwalitas toleransi. Telah ditentukan 18 kwalitas toleransi, yang disebut toleransi standar yaitu IT 01, IT 0, IT 1, sampai dengan IT 16.
            Nilai toleransi meningkat dari IT 01 sampai IT 16. IT 01 sampai dengan IT 4 diperuntukkan pekerjaan yang sangat teliti, seperti alat ukur, instrument-instrumen optic, dsb. Tingkat IT 5 sampai IT 11 dipakai dalam bidang pemesinan umum, untuk bagian-bagian mampu tukar, yang dapat digolongkan pula dalam pekerjaan yang sangat teliti, dan pekerjaan biasa. Tingkat IT 12 s/d IT 16 dipakai untuk pekerjaan kasar.
Buka Komentar