Laporan Akhir Proses Produksi Mesin Frais

(1)

LAPORAN AKHIR LAPORAN AKHIR

PROSES PRODUKSI I

MESIN BUBUT

Disusun Oleh

AFRIAN

0907136273

LABORATORIUM TEKNOLOGI PRODUKSI

PROGRAM STUDI SI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

2010

(2)

Kata pengantar

Laporan ini disusun sesuai dengan kebutuhan akan pengetahuan tentang mesin frais. Laporan ini disusun sesuai dengan kebutuhan akan pengetahuan tentang mesin frais. Isiny

Isinya a mengumenguraikan pengetahraikan pengetahuan uan dasar. Dalam dasar. Dalam pengpengujian ini ujian ini akan akan mempmemperkenalerkenalkankan bagian-bagian mesin frais dan fungsinya, pengertian mesin frais dan lain-lain.

bagian-bagian mesin frais dan fungsinya, pengertian mesin frais dan lain-lain.

Dalam penjelasan-penjelasan pada pengujian ini sengaja ditampilkan gambar-gambar Dalam penjelasan-penjelasan pada pengujian ini sengaja ditampilkan gambar-gambar yang disertai keterangan agar mudah dipahami atau dimengerti.

yang disertai keterangan agar mudah dipahami atau dimengerti.

Akhirnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca Akhirnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca demi perbaikan laporan-laporan yang akan datang.

demi perbaikan laporan-laporan yang akan datang.

Wassalam, Wassalam,

Penulis Penulis

(3)

Daftar isi

Kata Pengantar Daftar Isi Daftar Gambar Bab I : Pendahuluan 1.1 Latar belakang 1.2 Tujuan 1.3 Sistematika penulisan Bab II : Teori Dasar

2.1 Pengertian mesin frais 2.2 Jenis-jenis mesin frais 2.3 Metode prose frais

2.4 Macam-macam pisau frais 2.5 Prinsip kerja mesin frais 2.6 Elemen dasar

2.7 Bagian-bagian mesin frais 2.8 Toleransi

Bab III : Alat dan Bahan 3.1 Alat

3.2 Bahan

Bab IV : Prosedur Kerja 4.1 Prosedur umum 4.2 Prosedur khusus Bab V : Pembahasan 5.1 Perhitungan 5.2 Analisis

Bab VI : Kesimpulan dan Saran 6.1 Kesimpulan

(4)

Bab I

Pendahulan

1.1 Latar belakang

mesin frais merupakan salah satu mesin konvensional yang mampu mengerjakan penyayatan permukaan datar, sisi tegak, miring bahkan pembuatan alur dan roda

gigi.

Berdasarkan spindle mesin frais dibedakan atas : a. mesin frais horizontal

b. mesin frais vertical c. mesin frais universal

mengapa kita mempelajari mesin frais, karena mesin frais merupakan mesin yang paling mampu melakukan tugas bila dibandingkan dengan mesin perkakas lain. Mesin frais merupakan mesin menghasilkan permukaan yang datar atau berbentuk profil pada ukuran yang ditentukan dari kehalusan atau kualitas permukaan yang

ditentukan.

1.2 Tujuan

1. mengetahui dasar-dasar mesin frais 2. mengetahui jenis-jenis mesin frais 3. mengetahui prinsip kerja mesin frais

1.3 Sistematika penulisan

Bab I : pendahuluan 1.1 latar belakang 1.2 tujuan

(5)

1.3 Sistematika penulisan Bab II : teori dasar

2.1 pengertian mesin frais 2.2 jenis-jenis mesin frais 2.3 metode prose frais

2.4 macam-macam pisau frais 2.5 prinsip kerja mesin frais 2.6 elemen dasar

2.7 bagian-bagian mesin frais 2.8 toleransi

Bab III : alat dan bahan 3.1 alat

3.2 bahan

Bab IV : prosedur kerja 4.1 prosedur umum 4.2 prosedur khusus Bab V : pembahasan 5.1 perhitungan 5.2 analisis Bab VI : kesimpulan 6.1 kesimpulan 6.2 saran dan kritik

(6)

BAB II

Teori dasar

2.1 Pengertian

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 mesin Milling .

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.

2.2 Jenis-jenis mesin frais

1. Mesin Milling Horizontal

Mesin ini termasuk type knee, namun bentuknya sama dengan mesin frais universal. Biasanya digunakan untuk mengerjakan permukaan datar dan alur . mesin frais jenis ini mempunyai jenis pemasangan spindel dengan arah horizontal dan digunaknan untuk melakukan pemotongan benda kerja dengan arah mendatar.

2.2.1 Frais horizontal 2. Mesin Milling Vertikal

(7)

Mesin frais vertikal adalah mesin frais dengan poros utama sebagai pemutar dengan pemegang alat potong dengan posisi tegak. Pada mesin frais jenis ini ada beberapa jenis menurut type kepalanya, ada type kepala tetap , type kepala yang dapat dimiringkan dan type kepala bergerak. Posisi kepala ini dapat dimiringkan kearah kiri atau kanan maksimal 600

. biasanya mesin ini dapat mengerjakan

permukaan bersudut, datar, beralur, berlobang dan dapat mengerjakan permi\ukaan melingkar atau bulat.

(8)

2.2.2 Frais vertical 4. Mesin Milling Universal

Mesin frais universal adalah mesin yang pada dasarnya gabngan dari mesin frais horizontal dan mesin frais vertikal. Mesin ini dapat mengerjakan pekerjaan pengefraisan muka, datar, spiral, roda gigi, pengeboran dan reamer serta pembuatan alur luar dan alur dalam.

2.2.3 Frais universal 2.3 Metode proses frais

Metode prose frais ditentukan berdasarkan arah relatif gerak makan meja mesi frais terhadap putaran pisau. Metode proses fris terbagi menjadi dua yaitu :

1. Frais naik (up milling)

Frais naik biasanya disebut frais konvensional . gerak dari putaran pisau berlawanan arah terhadap gerak makan kemeja mesin frais. Sebagai contoh, pada proses

(9)

ini apabila pisau berputar searah jarum jam, benda kerja disayat kearah kanan. Penampang melintang bentuk beram untuk proses frais naik adalah koma diawali dengan ketebalan minimal kemudian menebal.

Gambar 2.3.1 Up cut

2. Frais turun (down milling)

Proses frais turun disebut juga clmb milling. Arah dari putaran pisau sama dengan arah gerak makan meja frais. Sebagai contoh, jika pisau berputar berlawanan arah jarum jam, benda kerja disayat kekanan. Penampang melintang bentuk beram untuk proses frais

turun adalah seperti koma diawali dengan ketebalan maksimum kemudian menebal.

(10)

2.4 Macam-macam pisau frais 1. Pisau silindris

Digunakan untuk menghasilkan permukaan horizontal dan dapat mengerjakan permukaan yang lebar dan pekerjaan berat.

Gambar 2.4.1 Pisau silindris

2. Pisau muka dan sisi

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.

Gambar 2.4.2 Pisau muka dan sisi

(11)

Pisau ini hanya memilki gigi di bagian kelilingnya dan pisau ini digunakan untuk pemotongan celah dan alur pasak

Gambar 2.4.3 Slotting cutter

4.Metal slitting saw

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.

Gambar 2.4.4 metal slitting saw

5. Frais ujung

Frais ujung berukuran dari berdiameter 4 mm sampai diameter 40 mm. 6. Shell end mill

(12)

Kelopak frais ujung dibuat untuk disesuaikan di bor pendek yang dipasang di poros. Kelopak frais ujung lebih murah untuk

Gambar 2.4.6 End mill cutter & Shell end mill

7. Frais muka

Pisau ini dibuat untuk mengerjakan pemotongan berat dan juga digunakan untuk menghasilkan permukaan yang datar. Frais muka memiliki gigi di ujung muka dan kelilingnya. Panjang dari gigi di kelilingnya selalu kurang dari separuh diameter dari pisaunya.

Gambar 2.4.7 Pisau muka

8. Tee-slot cutter

Pisau ini digunakan untuk frais celah awal. Suatu celah atau alur harus dibuat pada benda kerja sebelum pisau ini digunakan.

(13)

Gambar 2.4.8 T-slot cutter

2.5 Prinsip kerja mesin frais

Proses penyayatan (pemotongan) dilakukan dengan menggunakan pahat yang diputar oleh arbor yang berhubungan langsung dengan poros spindle mesin. Posisi pahat pada arbor dapat diatur dengan mengatur letak cincin pemisah. Posisi dari pros arbor atau poros merupakan penentu dari jenis apakah mesin freis ini, apaka

mesin frais vertical ataupun horizontal. Untuk mengerjakan benda-benda kerja yang mempunyai bentuk yang rumit dan ukuran yang relative besar yang tidak mungkin dikerjakan pada mesin frais horizontal maupun vertical maka akan dibuat mesinfrais khusus.

2.6 Elemen dasar

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) Elemen dasar pada proses pengerjaan freis adalah sebagai berikut :

1. Kecepatan potong :

1000 . .d n

v =π ; m/min

(14)

3. Waktu pemotongan : t c= l t / v f ; min,

dimana l t = l v+ l w+ l n ; mm

4. Kecepatan penghasilan geram : Z =

1000 . .a w vf ; cm3_/min. Keterangan : w = Lebar pemotongan lw = Panjang pemotongan a = Kedalaman potong d = Diameter luar z = Jumlah gigi

n = Putaran poros utama v f = Kecepatan makan

(15)

2.7 Bagian-bagian mesin frais

Berikut ini merupakan bagian bagian dari mesin frais adalah sebagai berikut : 1. Spindle utama

Merupakan bagian yang terpenting dari mesin milling. Tempat untuk mencekam alat potong. Di bagi menjadi 3 jenis :

a. Vertical spindle b. Horizontal spindle

c. Universal spindle 2. Meja / table

Merupakan bagian mesin milling, tempat untuk clamping device atau benda kerja. Di bagi menjadi 3 jenis :

a. Fixed table b. Swivel table

c. Compound table 3. Motor drive

Merupakan bagian mesin yang berfungsi menggerakkan bagian – bagian mesin yang lain seperti spindle utama, meja ( feeding ) dan pendingin ( cooling ). Pada mesin milling sedikitnya terdapat 3 buah motor :

a. Motor spindle utama

(16)

c. Motor pendingin ( cooling ) 4. Tranmisi

Merupakan bagian mesin yang menghubungkan motor penggerak dengan yang digerakkan. Berdasarkan bagian yang digerakkan dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

a. Transmisi spindle utama b. Transmisi feeding

Berdasarkan sistem tranmisinya dibedakan menjadi 2 macam yaitu : a. Transmisi gear box

b. Transmisi v – blet 5. Knee

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

6. Column / tiang

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

7. Base / dasar

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

8. Control

Merupakan pengatur dari bagian – bagian mesin yang bergerak. Ada 2 sistem kontrol yaitu :

a. Mekanik b. Electric

(17)

2.8 Toleransi

Toleransi merupakan dua batas ukur yang diizinkan pada suatu komponen atau benda keja lainnya. Dimana komponen atau benda kerja tersebut tidak pas atau sesuai dengan yang diinginkan . toleransi terbagi menjadi dua yaitu : toleransi atas dan toleransi bawah.

Gambar 2.8 Defenisi Istilah Mengenai Toleransi

Tabel 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

(18)

Bab III

ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat

1. Kunci kolet

Digunakan untuk membuka atau mengunci collet yang menjepit frais

Gambar 3.1.1 Kunci kolet

2. Stopwatch

Digunakan untuk mencatat waktu pengerjaan frais dari awal hingga akhir pengerjaan

Gambar 3.1.2 stopwatch

(19)

Digunakan untuk mengukur specimen yang ingin dikerjakan

Gambar 3.1.3 Jangka sorong 4. Kuas

digunakan untuk membersihkan sisa-sisa logam pada bagian mesin fr ais

Gambar 3.1.5 Kuas 5. Penggores

Digunakan untuk menandai panjang proses kerja pada bagian benda kerja

(20)

81,6 mm 6. Kunci L

Digunakan untuk membuka baut.

Gambar 3.1.7 Kunci L 3.2 Bahan

1. untuk bahan yang berbentuk silindris dengan menggunakan baja ST 37 dengan panjang 81,6 mm dan diameter 25,5 mm.

(21)

Bab IV

Prosedur kerja

4.1 prosedur umum

1. persiapkan alat dan bahan

2. mengukur benda kerja dengan jangka sorong

3. memahami gambar benda kerja untuk proses pengerjaan 4. saklar pada mesin diaktifkan

5. spindle pada mesin diaktifkan 4.2 prosedur khusus

1. menyediakan benda kerja yang ingin diuji 2. memahami gambar benda kerja

3. mengukur benda kerja dengan jangka sorong 4. Panel utama mesin freis diaktifkan

5. Pisau freis dipasang pada spindle dan dikunci menggunakan kunci kolet. 6. Mesin freis diaktifkan dengan menekan power dengan posisi switch ON .

7. Benda kerja dijepit pada ragum dan dikunci dengan memutar hendel pengunci ragum. 8. aktifkan spindle dengan putaran 175 rpm

9. lakukan pengerjaan pada benda kerja dengan cara mendekatkan pada mata pahat yang berputar. Pada saat pengerjaan dimulai aktifkan penghitung waktu secara bersamaan. 10. Kedalaman pemakanan diatur dengan memutar eretan sumbu y kearah atas dengan tebal penyayatan 0,5mm.

10. setelah selesai dengan pengerjaan tersebut pada bagian pertama, ulangi kembali lagi.

11. pada akhir pengerjaan matikan mesin frais dan bersihkan bagian-bagian mesin frais dari tumpukan geram dari baja yang disayat.

(22)

Bab V

Pembahasan

5.1 Perhitungan Diketahui : n = 175 (roughing) lt = 3+ 81,6 + 1 = 85,6 mm dtool =16 mm z = 4 gigi tc = 1,52 min a = 0,5 mm (roughing)

Ditanya : a. Kecepatan potong (vc)

b. Gerak makan pergigi (f z)

c. Kecepatan penghasilan geram (z)

• Proses Roughing a. Kecepatan potong 1000 . .d n Vc =π 1000 175 . 16 . 14 , 3 = = 8,792 m/min b. Gerak makan pergigi

n z Vf fz . = 175 . 4 120 = = 0,3 mm/gigi

c. Kecepatan penghasilan geram

1000 . .a w Vf Z = 1000 16 . 5 , 0 . 120 = = 0,96 cm3/min 5.2 Analisis

(23)

Dalam melaksanakan praktikum pemesinan pada mesin freis banyak sekali fenomena-fenomena yang terjadi pada alat ataupun benda kerja. Hal ini dapat disebabkan oleh alat yang digunakan ataupun dari mahasiswa sendiri. Untuk mendapatkan nilai kecepatan potong, kecepatan makan, dan waktu pemotongan pada proses roughing dan finishing memerlukan pemahaman dalam mengetahui benda kerja yang ingin dikerjakan. Untuk itu terlebih dahulu harus memahami elemen-elemen dasar dari pengerjaan mesin frais. Agar tool tidak cepat rusak atau tumpul maka pada saat proses pengefreisan tool harus diberi air pendingin yaitu air collant

(24)

Bab VI

Kesimpulan dan Saran

6.1 kesimpulan

1. Pada proses pengefreisan perhitungan sangat dibutuhkan untuk menentukan berapa kedalaman pemakanan tool terhadap benda kerja.

2. Benda kerja yang dijepit pada ragum mesin freis harus rata untuk kerataan benda kerja harus diperiksa kerataannya

3. Pada saat tool menyayat benda kerja harus diberi air pendingin agar tool tidak cepat rusak yang mengakibatkan permukaan benda kerja yang dihasilkan kasar. 6.2 saran

1. memakai perlengkapan yang diperlukan

2. pada saat pengefraisan diperlukan coolant sebagai cairan pendingin agar mata pahat tidak mudah patah.