Teknik Pemesinan Frais 1

(1)

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Republik Indonesia

2015

Teknik Pemesinan Frais 1

SMK / MAK

Kelas XI Semester 3

(2)

DISKLAIMER (DISCLAIMER)

Penulis :

Editor Materi :

Editor Bahasa :

Ilustrasi Sampul :

Desain & Ilustrasi Buku :

Hak Cipta @2015, Kementrian Pendidikan & Kebudayaan

Semua hak cipta dilindungi undang-undang, Dilarang memperbanyak (mereproduksi), mendistribusikan, atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku teks dalam bentuk apapun atau dengan cara apapun, termasuk fotokopi, rekaman, atau melalui metode (media) elektronik atau mekanis lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit, kecuali dalam kasus lain, seperti diwujudkan dalam kutipan singkat atau tinjauan penulisan ilmiah dan penggunaan non-komersial tertentu lainnya diizinkan oleh perundangan hak cipta. Penggunaan untuk komersial harus mendapat izin tertulis dari Penerbit.

Hak publikasi dan penerbitan dari seluruh isi buku teks dipegang oleh Kementerian Pendidikan & Kebudayaan.

Milik Negara

Tidak Diperdagangkan

(3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

DISKLAIMER (DISCLAIMER) ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

PETA KEDUDUDUKAN BUKU TEKS BAHAN AJAR ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Deskripsi ... 1

1.2. Petunjuk Penggunaan ... 2

1.3. Tujuan Akhir ... 2

1.4. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ... 3

1.5. Cek Kemampuan Awal ... 5

BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN ... 9

2.1. Deskripsi ... 9

2.2. Kegiatan Belajar 1 – Mesin Frais Standar ... 9

2.3. Kegiatan Belajar 2– Alat Potong pada Mesin frais ... 28

2.4. Kegiatan Belajar 3– Parameter Pemotongan Mesin frais ... 41

2.5. Kegiatan Belajar 4–Teknik Pemesinan Frais ... 50

BAB III PRAKTEK ... 95

3.1. Tujuan Khusus Pembelajaran (TKP) : ... 95

3.2. Peralatan ... 95 3.3. Bahan ... 95 3.4. Keselamatan Kerja ... 95 3.5. Langkah Kerja ... 95 3.6. Gambar Kerja ... 97 BAB VI PENUTUP ... 99 4.1. Kesimpulan ... 99 4.2. Implikasi ... 99 4.3. Tindak lanjut ... 99 LAMPIRAN ... 101 DAFTAR PUSTAKA ... 105

(4)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Mesin bubut standar ... 10

Gambar 2.2 Mesin frais tegak ... 12

Gambar 2.3. Mesin frais horisontal ... 13

Gambar 2.4. Mesin frais universal ... 14

Gambar 2.5. Mesin milling copy ... 15

Gambar 2.6. Mesin milling hobbing ... 16

Gambar 2.7. Mesin milling gravier ... 17

Gambar 2.8. Mesin milling planer ... 17

Gambar 2.9. Mesin frais CNC ... 18

Gambar 2.10. Meja mesin Frais ... 19

Gambar 2.11. Sadel Mesin Frais ... 20

Gambar 2.12. Knee/lutut ... 20

Gambar 2.13. Alas Mesin ... 21

Gambar 2.14. Arbor ... 21

Gambar 2.15. Stub arbor... 22

Gambar 2.16. Collet chuck ... 22

Gambar 2.17. Ragum Mesin (biasa)... 23

Gambar 2.18. Ragum Putar ... 23

Gambar 2.19. Ragum Universal ... 23

Gambar 2.20. Meja putar (Rorary Table). ... 24

Gambar 2.21. Kepala pembagi... 24

Gambar 2.22. Kepala lepas ... 25

Gambar 2.23. Adaptor ... 25

Gambar 2.24. Klem mesin ... 25

Gambar 2.25. Macam-macam pisau frais ... 28

Gambar 2.26. Pisau Frais Mantel (Plane Milling Cutter) ... 29

Gambar 2.27. Pisau frais sudut (Single angle cutter dan double angle cutter) ... 30

Gambar 2.28. Pisau frais ekor burung ... 31

Gambar 2.29. Pisau frais alur melingkar. ... 31

Gambar 2.30. Pisau sisi ... 31

Gambar 2.31. Pisau frais sisi gigi silang ... 32

Gambar 2.32. Pisau frais radius (Bentuk) ... 32

Gambar 2.33. Pisau frais alur T... 32

(5)

Gambar 2.35. Pisau jari radius ... 34

Gambar 2.36. Pisau frais roda gigi ... 34

Gambar 2.37. Pisau frais muka ... 34

Gambar 2.38 Pisau frais sisi dan muka ... 35

Gambar 2.39. Pisau frais gergaji (Slitting saw) ... 35

Gambar 2.40. Sudut-sudut alat potong/pisau frais/cutter ... 36

Gambar 2.41. Proses Pengerjaan pada mesin frais ... 41

Gambar 2.42. Panjang langkah pengefraisan rata ... 45

Gambar 2.43. Panjang langkah pengefraisan rata ... 46

Gambar 2.44. Proses Pengerjaan pada mesin frais ... 51

Gambar 2.45. Pemotongan searah ... 52

Gambar 2.46. Pemotongan berlawanan arah ... 52

Gambar 2.47. Pemasangan arbor ... 53

Gambar 2.48. Membersihkan bagian tirus ... 53

Gambar 2.49. Mengikat arbor ... 54

Gambar 2.50. Pemasangan cutter dan kollar (ring arbor) ... 54

Gambar 2.51. Pemasangan pendukung arbor ... 54

Gambar 2.52. Pengecekan kesejajaran ragum ... 55

Gambar 2.53. Pemasangan benda kerja pada ragum ... 55

Gambar 2.54 a Setting nol diatas permukaan kerja dengan kertas ... 56

Gambar 2.54 b Penandaan kedalaman pemakanan ... 56

Gambar 2.55. Proses pemotongan benda kerja ... 57

Gambar 2.56. Pemutaran handel pemakanan... 57

Gambar 2.57. Proses pengefraisan bidang rata dengan shell end mill cutter ... 58

Gambar 2.58 Pengefraisan bidang permukaan miring ... 58

Gambar 2.59. Pengefraisan bidang miring yang lebar ... 58

Gambar 2.60. Blok-V ... 59

Gambar 2.61. Pengefraisan blok-V ... 59

Gambar 2.62. Pembuatan alur ... 59

Gambar 2.63 Pembuatan alur pasak pada mesin frais horizontal ... 60

Gambar 2.64. Pembuatan alur pasak dengan spindle mendatar ... 60

Gambar 2.65. Pengefraisan alur pasak pada mesin frais tegak ... 61

Gambar 2.66. Pengefraisan segiempat dengan endmill cutter ... 61

Gambar 2.67. Pengefraisan persegi empat dengan shell endmill cutter ... 62

Gambar 2.68. Boring head set ... 62

(6)

Gambar 2.70. Menggunakan Boring Head ... 63

Gambar 2.71. Pemasangan senter bor ... 64

Gambar 2.72. Cara mereamer pada mesin frais ... 65

Gambar 2.73. Kepala pembagi dengan pelat pembagi ... 66

Gambar 2.74. Kepala pembagi dengan penggerak roda cacing dan ulir cacing ... 67

Gambar 2.75. Kepala pembagi dengan roda gigi cacing yang dilengkapi ... 68

Gambar 2.76. Kepala Pembagi Universal Gambar 2.77. Prinsip Kerja Kepala Pembagi ... 69

Gambar 2.78. Kepala pembagi dengan kelengkapan optic ... 70

Gambar 2.79. Piring Pembagi ... 70

Gambar 2.80. Kepala pembagi langsung. ... 72

Gambar 2.81. Pelat/piring pembagi dengan alur V ... 72

Gambar 2.82. Kepala pembagi universal ... 73

Gambar 2.83. Pelat/piring pembagi ... 74

Gambar 2.84. Pembagian alur jumlah 16 ... 76

Gambar 2.85. Alur pembagian differensial. ... 78

Gambar 2.86. roda gigi ... 82

Gambar 2.87. Cutter Type Plain ... 83

Gambar 2.88. Cutter Type Stocking ... 84

Gambar 2.89. Menggunakan mandrel. ... 86

Gambar 2.90. Kepala pembagi diputar vertical. ... 87

Gambar 2.91. Menggunakan meja putar. ... 87

Gambar 2.92. Menggunakan siku-siku. ... 88

Gambar 2.93. Cara spotting the work. ... 89

Gambar 2.94. Pemutaran kepala pembagi ... 89

Gambar 2.95. Gigi Rack ... 91

Gambar 2.96. Gigi rack pendek... 91

(7)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Type Pisau Mantel ... 30

Tabel 2.2. Macam-Macam Endmill Dan Penggunaannya ... 33

Table 2.3. Pisau Frais dan Penggunaannya. ... 37

Tabel 2.4. Kecepatan Potong Untuk Beberapa Jenis Bahan. ... 43

Tabel 2.5. Daftar kecepatan potong dan putaran mesin frais per-menit ... 44

(8)

PETA KEDUDUDUKAN BUKU TEKS BAHAN AJAR

Program Keahlian : Teknik Mesin

Paket Keahlian : Teknik Pemesinan

Mekanika Teknik & Elemen Mesin (TM- MK/EM) Teknologi Mekanik (TM-TMK) Kelistrikan Mesin & Konversi Energi (TM-KM/KEN) Simulasi Digital (TM-SDG) Teknik Pemesinan Gerinda (TM.TPM-TPG) Teknik Pemesinan CNC (TM.TPM-TPC) Teknik Gambar Manufaktur (TM.TPM-TGM) Teknik Pemesinan Frais (TM.TPM-TPF) Teknik Pemesinan Bubut (TM.TPM-TPB) TM.TPM- TPB 1 (XI-3) TM.TPM- TPB 2 (XI-4) TM.TPM- TPB 3 (XII-5) TM.TPM- TPB 4 (XII-6) TM.TPM-TPF 1 (XI-3) TM.TPM-TPF 2 (XI-4) TM.TPM-TPF 3 (XII-5) TM.TPM-TPF 4 (XII-6) TM.TPM-TPG 1 (XII-5) TM-MK/EM 1 (X-1) TM.TPM-TPC)1 (XII-5) TM.TPM-TGM 2 (XI-4) TM.TPM-TGM 1 (XI-3) TM.TPM-TPG 2 (XII-6) TM.TPM-TPB 2 (XII-6) TM-KM/KEN 1 (X-1) TM-SDG 2 (X-2) TM-MK/EM 2 (X-2) TM-KM/KEN 2 (XII-6) TM-TMK 2 (X-2) TM-TMK 1 (X-1) TM-SDG 1 (X-1)

M

A

TA

PEL

A

JA

R

A

N

K

ELO

M

POK

C

2 M

A

TA

PEL

A

JA

R

A

N

K

ELO

M

POK

C3

JUD UL B U K U TE K S B A H A N AJ A R JUD UL B U K U TE K S B A H A N AJ A R

(9)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Deskripsi

Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetens siswa dari sisi pengetahuan, ketrampilan serta sikap secara utuh. Tuntutan proses pencapaiannya melalui pembelajaran pada sejumlah mata pelajaran yang dirangkai sebagai satu kesatuan yang saling mendukung dalam mencapai kompetensi tersebut. Buku teks

bahan ajar ini berjudul “Teknik Pemesinan Frais 1” berisi empat bagian utama yaitu:

pendahuluan, pembelajaran, evaluasi, dan penutup yang materinya membahas sejumlah kompetensi yang diperlukan untuk SMK Program Keahlian Teknik Mesin pada Paket Keahlian Teknik Pemesinan yang pada kelas XI semester 3. Materi dalam buku teks bahan ajar ini meliputi: Identifikasi mesin frais, Alat potong pada mesin frais, Parameter pemotongan, dan Teknik pemesinan bubut

Buku Teks Bahan Ajar ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan oleh siswa untuk mencapai sejumlah kompetensi yang diharapkan dalam dituangkan dalam kompetensi inti dan kompetensi dasar.sesuai deng pendekatan scientific approach yang dipergunakan dalam kurikulum 2013, siswa diminta untuk memberanikan dalam mecari dan menggali kompetensi yang ada dala kehidupan dan sumber yang terbentang disekitar kita, dan dalam pembelajarannya peran Guru sangat penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serap siswa dalam mempelajari buku ini. Guna diusahakan untuk memperkaya dengan mengkreasi mata pembelajaran dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan yang bersumber relevan yang bersumber dari alam sekitar kita.

Penyusunan Buku Teks Bahan Ajar ini dibawah kordinasi Direktorat Pembinaan SMK Kementerian Pendidikan dan kebudayaan, yang akan dipergunakan dalam tahap awal penerepan kurikulum 2013. Buku Teks Bahan Ajar ini merupakan dokumen sumber belajar yang senantiasa dapat diperbaiki, diperbaharui dan dimutahirkan sesuai dengan kebutuhan dan perubahan zaman. Maka dari itu, kritik dan saran serta masukan dari berbagai pihak diharapkan dapat meningkatkan dan menyempurnakan kualitas isi maupun mutu buku ini.

 Persyaratan

Prasyarat untuk dapat mempelajari materi ini, siswa sebelumnya harus mengausai materi diantaranya:

1. Keselamatann Kesehatan Kerja dan Lingkungan (K3L) 2. Teknik gambar mesin

(10)

3. Teknik pengukuran

4. Teknik penanganan material

5. Teknik penggunaan perkakas tangan

1.2.

Petunjuk Penggunaan

Dalam melaksanakan pembelajaran dengan menggunakan buku teks bahan ajar ini, siswa perlu memperhatikan beberapa hal, yaitu :

1. Langkah-langkah belajar yang ditempuh

a. Menyiapkan semua bukti penguasaan kemampuan awal yang diperlukan sebagai persyaratan untuk mempelajari modul ini.

b. Mengikuti test kemampuan awal yang dipersyaratkan untuk mempelajari buku teks bahan ajar ini

c. Mempelajari modul ini secara teliti dan seksama 2. Perlengkapan yang perlu disiapkan

a. Buku modul Teknologi Mekanik

b. Pakaian untuk melaksanakan kegiatan praktik c. Alat-alat ukur dan alat pemeriksaan benda kerja d. Lembar pengerjaan / Job Sheet

e. Bahan/material lain yang diperlukan f. Buku sumber/ referensi yang relevan g. Buku catatan harian

h. Alat tulis dan,

i. Perlengkapan lainnya yang diperlukan

1.3.

Tujuan Akhir

Setelah mempelajari buku teks bahan ajar ini peserta diklat diharapkan dapat: a. Mengidentifikasi mesin frais sesuai SOP

b. Menggunakan/menggoperasikan mesin frais standar sesuai SOP c. Mengidentifikasi alat potong mesin frais

d. Menggunakan alat potong mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan e. Menerapkan parameter pemotongan mesin frais

f. Menggunakan parameter pemotongan mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan g. Menerapkan teknik pemesinan frais

(11)

1.4.

Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Mata Pelajaran Teknik Pemesinan Frais

KOMPETENSI INTI (KELAS XI) KOMPETENSI DASAR KI-1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

1.1 Menyadari sempurnanya ciptaan Tuhan tentang alam dan

fenomenanya dalam

mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari. 1.2 Mengamalkan nilai-nilai ajaran

agama sebagai tuntunan dalam mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari KI-2

Menghayati dan

mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia

2.1 Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, teliti, kritis, rasa ingin tahu, inovatif dan tanggung jawab dalam

mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari. 2.2 Menghargai kerjasama, toleransi,

damai, santun, demokratis, dalam menyelesaikan masalah perbedaan konsep berpikir dalam

mengaplikasikan teknik pemesinan frais pada kehidupan sehari-hari. 2.3 Menunjukkan sikap responsif,

proaktif, konsisten, dan berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam melakukan tugas mengaplikasikan teknik pemesinan frais

(12)

KI-3

Memahami, menerapkan dan menganalisis

pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,

teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah

3.1

Mengidentifikasi mesin frais

3.2

Mengidentifikasi alat potong mesin

frais

3.3

Menerapkan parameter pemotongan

mesin frais

3.4

Menerapkan teknik pemesinan frais

KI-4

Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan

pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas

spesifik di bawah pengawasan langsung

4.1 Menggunakan mesin bubut untuk berbagai jenis pekerjaan

4.2 Menggunakan alat potong mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan

4.3 Menggunakan parameter pemotongan mesin frais untuk berbagai jenis pekerjaan

4.4 Menggunakan teknik pemesinan frais untuk berbagai jenis pekerjaan

(13)

1.5.

Cek Kemampuan Awal

Sebelum memulai kegiatan pembelajaran “Teknik Pemesinan Frais 1”, diharapkan siswa melakukan cek kemampuan awal untuk mendapatkan informasi tentang kemampuan dasar yang telah dimiliki. Yaitu dengan cara memberi tanda

berupa cek list (√) pada kolom pilihan jawaban berikut ini.

No. Daftar Pertanyaan

Pilhan Jawaban

Sudah Belum

Materi: Mesin Frais Standar

1 Apakah anda sudah dapat menjelaskan

definisi mesin frais

2. Apakah anda sudah dapat menyebutkan

macam-macam mesin frais dan fungsinya

bagian-bagia utama mesin frais

perlengkapan mesin frais

5. Apakah anda sudah dapat menyebutkan alat

bantu kerja mesin frais

6. Apakah anda sudah dapat menjelaskan

dimensi mesin frais

penggunaan mesin frais

Materi: Alat Potong Mesin Frais

1. Apakah anda sudah dapat menjelaskan fungsi

alat potong pada mesin frais

macam-macam alat potong pada mesin frais berikut fungsinya

(14)

4. Apakah anda sudah dapat menentukan sudut potong pisau frais

5. Apakah anda sudah dapat mengidentifikasi

bahan/ material alat potong/ pahat frais

6. Apakah anda dapat menjelaskan penggunaan

pisau frais

Materi Parameter Pemotongan:

1. Apakah anda sudah dapat menentukan

kecepatan potong (Cutting speed – Cs) pada

proses pengefraisan

2. Apakah anda sudah dapat menghitung

kecepatan putaran mesin frais (Revolotion Per

Menit – Rpm)

3. Apakah anda sudah dapat menetapkan

kecepatan putaran mesin frais (Revolotion Per

Menit – Rpm)

4. Apakah anda sudah dapat menghitung

kecepatan pemakanan (Feed) pada proses

pengefraisan

5. Apakah anda sudah dapat menetapkan

kecepatan pemakanan (Feed) pada proses

pengefraisan

6. Apakah anda sudah dapat menghitung waktu

pemesinan frais

Materi: Teknik Pemesinan Frais

metode pemotongan pada proses pemesinan frais dengan benar

macam-macam teknik proses pengefraisan

(15)

melakukan proses pengefraisan rata, sejajar dan siku arah mendatar (horizontal)

4. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan

melakukan proses pengefraisan rata, sejajar dan siku arah tegak (vertikal)

melakukan proses pengefraisan bertingkat

melakukan proses pengefraisan bidang miring

melakukan proses pengefraisan alur

melakukan proses pengefraisan bentuk persegi

melakukan proses memperbesar lubang dengan pisau frais

melakukan proses mereamer pada mesin frais

tentang kepala pembagi

12. Apakah anda sudah dapat menjelaskan fungsi

kepala pembagi

pembagian langsung

pembagian sederhana

pembagian sudut

(16)

16. Apakah anda sudah dapat menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan roda gigi lurus

(17)

BAB II

KEGIATAN PEMBELAJARAN

2.1. Deskripsi

Buku teks bahan ajar ini berjudul “Teknik Pemesinan Frais 1” berisi empat

bagian utama yaitu: pendahuluan, pembelajaran, evaluasi, dan penutup yang materinya membahas sejumlah kompetensi yang diperlukan untuk SMK Program Keahlian Teknik Mesin pada Paket Keahlian Teknik Pemesinan yang pada kelas XI semester 3. Materi dalam buku teks bahan ajar ini meliputi: Mesin frais standar; Alat potong pada mesin frais; Parameter pemotongan; dan Teknik pemesinan frais.

2.2. Kegiatan Belajar 1 – Mesin Frais Standar

2.2.1. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari materi ini, dengan melalui mengamati, menanya, pengumpulan data, mengasosiasi dan mengkomunikasikan, peserta didik dapat:

a. Menjelaskan definisi mesin frais

b. Menyebutkan dan menjelaskan macam-macam mesin frais dan fungsinya c. Menyebutkan dan menjelaskan bagian-bagian utama mesin frais

d. Menyebutkan dan menjelaskan perlengkapan mesin frais e. Menjelaskan ukuran mesin frais

f. Menggunakan/menggunakan mesin frais standar sesuai SOP

2.2.2. Uraian Materi

Sebelum mempelajari materi mesin frais standar, lakukan kegiatan sebagai berikut:

Pengamatan:

Silahkan mengamati mesin frais yang terdapat pada (Gambar 2.1) atau objek lain sejenis disekitar anda (dilingkungan bengkel mesin produksi). Selanjutnya tugas anda adalah:

a. Sebutkan bagian-bagian utama mesin frais standar berikut fungsinya b. Sebutkan perlengkapan mesin frais standar berikut fungsinya

(18)

Gambar 2.1. Mesin bubut standar

Menanya:

Apabila anda mengalami kesulitan dalam menjawab tugas diatas, bertanyalah/ berdiskusi/ berkomentar kepada sasama teman atau guru yang sedang membimbing anda.

Mengekplorasi:

Kumpulkan data secara individu atau kelompok, terkait tugas tersebut melalui: benda konkrit, dokumen, buku sumber, atau hasil eksperimen.

Mengasosiasi:

Selanjutnya katagorikan/ kelompokkan masing-masing bagian dan perlengkapan mesin bubut standar. Apabila anda sudah melakukan pengelompokan, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menggunakannya.

Mengkomunikasikan:

Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda terkait mesin frais standar, dan selanjutnya buat laporannya.

(19)

a. Mesin Frais Standar

Mesin frais adalah salahsatu jenis mesin perkakas yang dapat digunakan untuk mengerjakan suatu bentuk benda kerja dengan mempergunakan pisau frais sebagai alat potongnya.

Dilihat dari cara kerjanya, mesin frais termasuk mesin perkakas yang mempunyai gerak utama berputar. Pisau dipasang pada sumbu/arbor mesin yang didukung dengan alat pendukung arbor.Jika arbor mesin diputar oleh motor, maka pisau frais ikut berputar.Arbor mesin dapat berputar ke kanan atau ke kiri, sedangkan banyaknya putaran diatur sesuai dengan kebutuhan.

b. Fungsi Mesin Frais

Dengan berbagai kemungkinan gerakan meja meja mesin frais, mesin ini dapat digunakan untuk membentuk bidang-bidang diantaranya :

1. Bidang-bidang rata datar

2. Bidang-bidang rata miring menyudut 3. Bidang-bidang siku

4. Bidang-bidang sejajar 5. Alur lurus atau melingkar 6. Segi-segi beraturan atau tidak

Selain benda kerja tersebut diatas, ada beberapa bentuk benda-benda lain yang memang lebih banyak dipakai, benda ini sebenarnya bergantung kepada bentuk pisaunya dan gerakan-gerakan yang diberikan kepada benda tersebut dan juga peralatan yang dipergunakan untuk mengerjakan pekerjaan tersebut, yang dilakukan ini di antaranya yaitu: 1. Roda gigi lurus

2. Roda gigi helik 3. Roda gigi payung 4. Roda gigi cacing 5. Nok/eksentrik

6. Ulir scolor (ulir pada bidang datar)

7. Ulir cacing yang mempunyai kisar besar dan tidak mampu dikerjakan di mesin bubut.

c. Macam-macam Mesin Frais

Macam-macam mesin frais dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, diantaranya : 1. Mesin frais tegak (vertikal)

Mesin frais tegak adalah suatu mesin frais yang arbornya tegak (vertikal) seperti gambar, sedang mejanya dapat bergerak ke arah

(20)

1) memanjang/longitudinal

2) melintang /cross slide dan naik turun

Gambar 2.2 Mesin frais tegak

Bagian-bagian mesin frais tegak:

a. Spindel e. Engkol ke arah memanjang

b. Kepala f. Engkol ke arah naik dan turun

c. Tuas otomatis g. Alas mesin

d. Kolom h. Handel ke arah melintang

2. Mesin frais mendatar (horizontal)

Mesin frais horisontal, dibedakan lagi menurut fungsinya yaitu :

a. Mesin frais sederhana (Plain milling machine)

b. Mesin frais universal (Universal milling machine)

Mesin frais mendatar/horisontal adalah suatu mesin frais yang arbornya mendatar seperti gambar, sedang mejanya dapat bergerak ke arah

1) memanjang/longitudinal

(21)

. Gambar 2.3. Mesin frais horisontal

Bagian-bagian mesin frais horizontal diantaranya:

a. Lengan penahan arbor l. Ulir pendukung

b. Tuas otomatis meja memanjang m. Alas bodi

c. Meja/bed machine n. Tuas pengunci sadel

d. Handel penggerak meja memanjang o. Tuas kecepatan arah otomatis

meja melintang

e. Tuas pengunci meja mesin p. Dudukan meja/bede machine

f. Handel penggerak meja melintang q. Body Machine

g. Tuas pengatur feeding r. Tiang (colom)

h. Tuas pengatur feeding s. Spindel mesin

i. Engkol untuk ke arah naik/ turun t. Lengan msin

j. Engkol untuk ke arah naik turun u. Lengan penahan arbor

(22)

3. Mesin frais universal

Mesin frais universal adalah suatu mesin frais dengan kedudukan arbornya

mendatar dan gerakan mejanya dapat kearah memanjang/longitudinal,

melintang/cross slide, naik turun dan dapat diputar membuat sudut tertentu terhadap body mesin. (gambar 2.4)

Gambar 2.4. Mesin frais universal

Bagian-bagian mesin frais universal:

a. Lengan k. Tuas pengunci meja

b. Penyokong arbor l. Tabung pendukung

c. Tuas otomatis m. Lutut (knee)

d. Nok pembatas n. Tuas pengunci sadel

e. Meja mesin o. Alas meja

f. Engkol ke arah memanjang p. Tuas perubah kecepatan motor listrik

g. Tuas pengunci S. Tuas penunjuk kecepatan putaran

h. Baut penyetel T. Tiang (colom)

i. Engkol ke arah melintang U. Spindel mesin

(23)

Dan tipe mesin frais lain yang banyak digunakan di industri berdasarkan

fungsi penggunaannya, antara lain :

1) Mesin frais copy (Copy milling machine)

2) Mesin frais hobbing

3) Mesin frais tusuk/stick

4) Mesin frais gravier 5) Mesin frais planer 6) Mesin frais CNC

1) Mesin milling copy

Merupakan mesin milling yang digunakan untuk mengerjakan bentukan yang rumit. Maka dibuat master / mal yang dipakai sebagai referensi untuk Membuat bentukan yang sama. Mesin ini dilengkapi 2 head mesin yang fungsinya sebagai berikut :

 Head yang pertama berfungsi untuk mengikuti bentukan masternya.

 Head yang kedua berfungsi memotong benda kerja sesuai bentukan masternya.

Antara head yang pertama dan kedua dihubungkan dengan

menggunakan sistem hidrolik. Sitem referensi pada waktu proses pengerjaan adalah sebagai berikut :

a. Sistem menuju satu arah, yaitu tekanan guide pada head pertama ke arah master adalah 1 arah.

b. Sistem menuju 1 titik, yaitu tekanan guide tertuju pada satu titik dari master.

(24)

2) Mesin milling hobbing

Merupakan mesin milling yang digunakan untuk membuat roda gigi / gear dan sejenisnya ( sprocket dll ). Alat potong yang digunakan juga spesifik, yaitu membentuk profil roda gigi ( Evolvente ) dengan ukuran yang presisi

Gambar 2.6. Mesin milling hobbing

3)

Mesin milling tusuk/

stick

Mesin milling tusuk/stick biasanya digunakan untuk membuat alur pasak

pada lubang yang berpasangan dengan poros, membuat roda gigi dalam dll.

4)

Mesin

milling gravier

Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar atau tulisan dengan ukuran yang dapat diatur sesuai keinginan dengan skala tertentu.

(25)

Gambar 2.7. Mesin milling gravier

5) Mesin milling planer

Merupakan mesin yang biasa digunakan untuk memotong permukaan (face cutting) dengan benda kerja yang besar dan berat.

Gambar 2.8. Mesin milling planer

6) Mesin milling CNC

Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja

dengan bentukan – bentukan yang lebih komplek.Meruapakan penggangi mesin

milling copy dan gravier. Semua control menggunakan sistem electronic yang komplek (rumit). Dibutuhkan operator yang ahli dalam menjalankan mesin ini.Harga mesin CNC ini sangat mahal.

(26)

Gambar 2.9. Mesin frais CNC

d. Bagian- bagian utama mesin frais dan fungsinya

Mesin frais kontruksinya berbeda-beda, tetapi pada prinsipnya mesin ini mempunyai beberapa komponen utama, yaitu:

1. Kolom mesin/badan mesin

2. Arm/lengan mesin

3. Table/meja mesin 4. Sadel/dudukan meja

5. Knee/Lutut

6. Alas mesin

1. Kolom/badan mesin

Badan mesin ini adalah berdiri tegak dan kokoh karena ia dipakai sebagai patokan dan merupakan dudukan dan rumah dari roda gigi. Selain dari itu juga akan jadi dudukan dari sumbu utama, bahkan untuk jadi dudukan motor dan puli-pulinya itulah ditempatkan.

Bagian depan yang dikerjakan secara masinal, adalah bebentuk ekor burung tegak yaitu untuk gerak turun naiknya knee yang membawa sadel dan meja. Pada

(27)

bagian sebelah atas kolom ini dipasang sumbu utama/spindel untuk dudukan dan membawa arbor sebagai pemegang dari pisau frais itu sendiri, sehingga dapat berputar. Pada bagian atas juga dibuat alur ekor burung mendatar yaitu untuk dudukan lengan, dan arm ini dapat didorong maju ataupun mundur untuk mencapai kedudukan tertentu.

2. Lengan/Arm

Seperti dikatakan di atas bahwa lengan itu letaknya di bagian paling atas dari badan mesin dan bawahnya mempunyai bentuk ekor burung yang pas kepada alur ekor burung pada badan mesin, lengan ini dapat dikunci dan dilepas untuk kebutuhan

tertentu. Pada lengan ini dapat dipasang dukungan arbor (suport arbor) yang

mempunyai alur ekor burung pas kepada lengan tadi dan ia dapat dikunci pada posisi tertentu, sehingga cocok untuk kebutuhan pekerjaan tertentu.

Pada beberapa jenis mesin, pendukung arbor ini jumlahnya ada yang satu ada yang dua buah untuk lebih kokohnya dukungan terhadap arbor.

3. Meja mesin frais

Meja ini letaknya adalah di atas sadel, bentuknya segiempat panjang dan mempunyai alur-alur T yang berfungsi untuk penempatan baut dan mur T yang berfungsi sebagai pengikat.Untuk jenis mesin tetentu meja ini dapat diatur 0 samapai 45 derajat, miring ke kiri atau ke kanan.

Pergerakan ke kiri atau ke kanan dari meja ini dengan bantuan memutar sumbu transportir yang mempunyai kisar tertentu, yaitu ada yang 5 atau 6 mm ada juga yang berukuran inchi. Apabila perlu meja ini dapat dikunci kepada sadel dan untuk pengefraisan dengan pemakanan menurun/Climb milling, maka pada meja mesin ini dipasang backlash eliminator untuk menahan loncatan dari meja karena pemakanan.

(28)

4. Sadel (Dudukan Meja)

Sadel ini bentuknya persegi artinya mempunyai ukuran lebar sama dengan ukuran panjangnya, dan sadel ini mempunyai alur ekor burung yang pas kepada lutut , sehingga sadel ini dapat bergerak mundur maju searah dan sejajar dengan gerakan lengan tadi, jadi sadel ini gerakannya tidak bisa kearah kiri atau kearah kanan, artinya hanya dua arah saja yaitu mundur maju dan sadel ini dapat dikunci kepada lutut apabila diperlukan.

Di bagian atas dari sadel ini dibuat alur T melingkar 360 derajat, dengan tujuan untuk membautkan meja kepada sadel agar kokoh, dan alur bentuk melingkar ini yang memungkinkan meja diputar beberapa derajat menurut kebutuhan tertentu. Dan penunjukan besarnya derajat terdapat pada permukaan sadel itu sendiri.Di atas permukaan sadel itu juga dipasang handel pembalik arah gerakan otomatis dari meja.

Gambar 2.11. Sadel Mesin Frais

5. Lutut/Knee

Lutut ini adalah mempunyai dua alur ekor burung yang saling tegak lurus, yaitu satu alur dipaskan kepada kolom dan satunya lagi dipaskan kepada sadel itu tadi.

Lutut ini berbentuk rongga, dan dalam rongga itulah dipasang roda-roda gigi untuk gerakan otomatis, mundur maju, naik turun dan kiri kanan. Gerakan dari lutut ini hanya dua arah yaitu turun dan naik saja, lutut ini juga dapat dikuncikan kepada kolom, agar kukuh pada waktu pengefraisan.

Gambar 2.12. Knee/lutut

(29)

6. Alas mesin

Alas mesin ini letaknya sama dengan namanya yaitu alas, artinya bagian paling bawah dari mesin, alas ini berfungsi untuk menumpu seluruh beban yang ada pada mesin, seperti berat mesin ditambah berat bahan yasng dikerjakandan berat perlengkapan yang dipakai serta berat dari alas itu sendiri.

Pada alas mesin ini dibuat rongga sebagai bak penampung, yaitu untuk menampung cairan pendingin. Dan pompa air untuk mengalirkan cairan pendingin kepada cutter dan benda kerja,juga dipasang pada alas ini untuk membuat sirkulasi air pendingin itu tadi.

Gambar 2.13. Alas Mesin

e. Perlengkapan Mesin Frais

Untuk menunjang berbagai macam jenis pekerjaan pada mesin frais, mesin ini dilengkapi beberapa perlengkapan diantaranya :

1. Arbor

Arbor digunakan sebagai dudukan alat potong/pisau (mantel, side and face, slitting

saw dll) yang dipasang pada spindel utama pada posisi mendatar (horisontal).

Gambar 2.14

(30)

2. Stub Arbor

Stub arbor digunakan sebagai dudukan alat potong/pisau ( Face mill, Shell endmill

dll), yang dipasang pada spindel utama atau tegak. Jadi posisinya dapat dipasang dalam posisi mendatar (horisontal) atau tegak vertikal. Gambar 2.15.

Gambar 2.15. Stub arbor

3. Collet Chuck

Collet chuck digunakan sebagai pengikat alat potong/pisau (End mill, Slot drill dll), yang dipasang pada spindel utama atau tegak. Jadi posisinya dapat dipasang dalam posisi mendatar (horisontal) atau tegak vertikal. Gambar 2.16.

Gambar 2.16. Collet chuck

4. Ragum/Catok (Ve )

Benda kerja yang akan dikerjakan dengan mesin frais harus dijepit dengan kuat agar posisinya tidak berubah waktu difrais. Berdasarkan gerakannya ragum dibagi menjadi 3 jenis yaitu :

(1) Ragum biasa

Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang bentuknya sederhana. Ragum ini dapat dipasang sejajar atau membuat sudut 90° terhadap spindle.

(31)

Gambar 2.17. Ragum Mesin (biasa) (2) Ragum Putar

Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang dapat membentuk sudut terhadap spindle.Bentuk ragum ini sama dengan ragum biasa tetapi pada

bagaian bawahnya terdapat alas yang dapat diputar 3600

Gambar 2.18. Ragum Putar

(3) Ragum universal

Ragum ini mempunyai dua sumbu perputaran, sehingga dapat diatur letaknya secara datar dan tegak.

(32)

5. Meja Putar (Rorary Table)

Meja putar (Rotary Table) digunakan untuk membagi jarak-jarak lubang, alur, radius

(melingkar) dan bentuk-bentuk segi banyak. (Gambar 2.20).

Gambar 2.20. Meja putar (Rorary Table).

6. Kepala Pembagi (Dividing Head)

Kepala pembagi (dividing head) adalah peralatan mesin frais yang digunakan untuk

membentuk segi-segi yang beraturan pada poros benda kerja . Peralatan ini biasanya dilengkapi dengan plat pembagi yang berfungsi untuk membantu pembagian yang tidak dapat dilakukan dengan pembagian langsung. (Gambar 2.21).

Gambar 2.21. Kepala pembagi.

7. Kepala lepas

Alat ini digunakan untuk menyangga benda kerja yang ikerjakan dengan dividing head. Sehingga waktu disayat enda kerja tidak terangkat atau tertekan ke bawah.

(33)

Gambar 2.22. Kepala lepas 8. Adaptor

Bagian ini adalah tempat dudukan (pengikatan) cutter sebelum dimasukkan ke sarung tirus pada sumbu utama.

Gambar 2.23. Adaptor 9. Penjepit/Klem Mesin

Klem Mesin ini digunakan untuk memegang/menjepit benda kerja yang tidak dapat dijepit pada ragum, yang umumnya benda panjang atau lebar.

Penjepitan langsung benda kerja itu ditaruh di meja mesin frais bila slindris ditaruh pada alur meja, bila lebih ditempatkan sesuai dengan kemampuan langkah kerja sehubungan dengan jangkauan pisau frais (cutter).

(34)

f. Ukuran Standar Mesin

Ukuran suatu mesin frais ditentukan oleh beberapa faktor diantaranya: a. Panjang langkah/ jarak tempuh meja mesin frais arah memanjang b. Jarak spindel sampai permukaan meja pada kedudukan paling bawah. c. Panjang langkah/ jaraktempuh meja mesin frais arah melintang

g. Penggunaan Mesin Frais

Mesin ini sangat berguna bagi para pekerja industri, bengkel dan otomotif. Mesin frais adalah salah satu jenis mesin perkakas yang digunakan untuk mengerjakan peralatan mesin yang terbuat dari logam dengan gerakan utama mesin ini adalah alat potongnya yang berputar, berbeda dengan mesin bubut yang gerakan berputarnya di benda. Berikut ini jenis-jenis pekerjaan yang bisa dikerjakan menggunakan mesin frais, yaitu :

1) Benda logam dengan permukaan datar dan rata 2) Benda logam dengan permukaan siku dan sejajar 3) Benda logam berbentuk persegi

4) Benda logam dengan permukaan bersudut 5) benda logam beralur dan berbentuk

6) Roda gigi

2.2.3. Rangkuman

Mesin frais adalah salah satu mesin perkakas dapat digunakan untuk mengerjakan/suatu bentuk benda kerja dengan mempergunakan pisau frais sebagai alat potongya. Dan secara garis besar mesin frais terdiri dari, mesin frais vertical, mesin frais mendatar dan mesin frais universal.

Arah gerakan meja mesin frais dapat dilakukan kearah memanjang, melintang dan naik/turun. Dengan berbagai kemungkinan gerakan tadi, mesin frais dapat digunakan untuk, membentuk bidang-bidang diantaranya:1) Bidang-bidang rata datar, 2) Bidang-bidang-Bidang-bidang rata miring menyudut, 3) Bidang-bidang-Bidang-bidang siku, 4) bidang-bidang sejajar, 5) alur lurus atau melingkar, dan 6) segi-segi beraturan atau tidak beraturan. Selain itu dengan bantuan meja putar atau kepala pembagi mesin frais dapat juga digunakan untuk membuat diantaranya: 1) Roda gigi lurus, 2) Roda gigi helik, 3) Roda gigi paying, 4) Roda gigi cacing, 5) Nok/eksentrik, dan 6) Ulir scolor (ulir pada bidang datar)

Ukuran suatu mesin frais ditentukan oleh beberapa faktor diantaranya: 1) Panjang langkah meja mesin frais arah memanjang, 2) jarak spindel sampai

(35)

permukaan meja pada kedudukan paling bawah. dan 3) Jarak tempuh ke arah melintang maximum yang dapat dicapai oleh meja mesin terhadap kolomnya

Untuk menunjang proses pengefraisan, mesin frais dilengkapi beberapa perlengkapan diantaranya: 1) Arbor, 2) Stub arbor, 3) Collet chuck, 4) ragum, 5) Meja putar, 6) Kepala pembagi dan 7) Klem mesin

2.2.4. Latihan

1. Secara garis besar mesin frais ada tiga. Sebutkan!. 2. Jelaskan fungsi mesin frais minimal enam buah.

3. Sebutkan bagian-bagian utama mesin frais minimal enam buah. 4. Sebutkan perlengkapan mesin frais minimal enam buah

(36)

2.3. Kegiatan Belajar 2– Alat Potong pada Mesin frais

a. Menyebutkan dan menjelaskan macam-macam alat potong b. Menjelaskan geometris pisau frais

c. Menjelaskan sudut potong pisau frais

d. Menggunakan/menggunakan mesin bubut standar sesuai SOP

Sebelum mempelajari materi alat potong pada mesin frais, lakukan kegiatan sebagai berikut:

Pengamatan:

Silahkan mengamati jenis-jenis pisau frais yang terdapat pada (Gambar 2.25) atau objek lain sejenis disekitar anda (dilingkungan bengkel mesin produksi). Selanjutnya sebutkan dan jelaskan macam-macam dan fungsi alat potong frais tersebut

(37)

Menanya:

Mengekplorasi:

Mengasosiasi:

Selanjutnya katagorikan/ kelompokkan masing-masing macam-macam pisau frais tersebut. Apabila anda sudah melakukan pengelompokan, selanjutnya jelaskan fungsinya dan cara menggunakannya..

Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda terkait alat potong pada mesin frais, dan selanjutnya buat laporannya.

a. Macam-Macam Pisau Frais dan Fungsinya

Hasil pengefraisan ditentukan oleh jenis alat potong/ pisau frais yang digunakan. Adapun macam-macam pisau frais adalah sebagai berikut:

1. Pisau Frais Mantel (Plane Milling Cutter)

Pisau frais pisau frais mantel pada umumnya digunakan untuk mengefrais bidang yang lebar dan rata. Gambar 2.26.

Gambar 2.26. Pisau Frais Mantel (Plane Milling Cutter)

Jenis pisau frais mantel, ada beberapa type yang fungsinya berbeda-beda, diantaranya dapat dilihat pada table 2.1 berikut:

(38)

Tabel 2.1. Type Pisau Mantel

No Type Pisau

Mantel Fungsi Gambar

1. H (keras) Digunakan untuk

pengefraisan baja carbon sedang

2. N (normal) Digunakan untuk

pengefraisan baja carabon rendah/ baja lunak

3. W (lunak) Digunakan untuk

pengefraisan logam non fero.

2. Pisau Frais Sudut (Angle Cutter)

Pisau frais sudut pada umumnya memiliki sudut 30o, 45o , 60o dan 90o.

Sedangkan apabila dilihat dari sisi sudutnya, ada yang memilki sudut tunggal (Single

angle cutter) (Gambar 2.27.a) dan ada yang memilki sudut ganda (double angle cutter). (Gambar 2.27.b).

(a) (b)

(39)

3. Pisau Frais Ekor Burung (Dove Tail Cutter)

Gambar 2.28. Pisau frais ekor burung

Pisau frais ini digunakan untuk mengefrais alur ekor burung, pada umumnya

sudut ekor burung yang dapat dibuat besarnya : 30o, 45o dan 60o.

4. Pisau frais Alur Melingkar (Woodruff Keyseat Cutter)

Pisau frais ini digunakan untuk mengefrais alur pasak pada poros yang berbentuk bulan sabit yang letak alurnya tidak pada ujung porosnya (gambar 2.29).

Gambar 2.29. Pisau frais alur melingkar.

5. Pisau sisi dan Muka (Side and Face Cutter)

Pisau frais ini digunakan untuk mengefrais alur pada permukaan benda kerja (Gambar 2.30).

(40)

6. Pisau Frais Sisi Gigi Silang (Staggered Tooth Side and Face Cutter)

Pisau frais ini digunakan untuk mengefrais alur pada permukaan benda kerja. Perbedaan dengan pisau frais sisi adalah, pemakanannya lebih ringan (Gambar 2.31).

Gambar 2.31. Pisau frais sisi gigi silang

7. Pisau frais radius (bentuk) (Form Cutter)

Pisau frais radius, berfungsi untuk membentuk radius luar berbentuk cekung

disebut (convex milling cutter) (gambar 2.32a) dan untuk membentuk radius luar

berbentuk cembung disebut (concave milling cutter) (gambar 2.32b).

Gambar 2.32. Pisau frais radius (Bentuk)

8. Pisau Frais Alur T (T Slot Cutter)

Pisau alur T digunakan untuk mengefrais berbentuk alur T sebagaimana alur T pada meja mesin frais dan skrap (Gambar 2.33).

(41)

9. Pisau Frais Jari (Endmill Cutter)

Pisau jari digunakan untuk membuat alur tembus atau betingkat dan mengefrais rata untuk bidang yang kecil (Gambar 2.34)

Gambar 2.34. Pisau frais jari

Dilihat dari sudut heliknya dan jumlah mata sayatnya, ada beberapa jenis pisau jari diantaranya dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2. Macam-Macam Endmill Dan Penggunaannya

No. Gambar Ciri dan Fungsi

1. Sudut helik dan alur giginya

tidak terlalu besar, digunakan untuk baja normal

2. Sudut helik kecil, gigi lebih

banyak, digunakan untuk baja yang keras dan ulet

3. Sudut helik dan alur gigi

besar, digunakan untuk baja lunak

4. Memiliki sisi mata sayat

bergerigi, digunakan untuk pemakanan kasar

5. Sudut helik dan alur gigi

besar, dapat digunakan untuk pemakanan

(42)

10. Pisau Jari Radius (Bull Noze Cutter)

Pisau jari radius digunakan untuk membuat bidang alur berbentuk radius cekung (Gambar 2.35).

Gambar 2.35. Pisau jari radius

11. Pisau Frais Roda Gigi (Gear Cutter)

Pisau ferais roda gigi digunakan untuk pembuatan roda gigi. Pisau jenis ini ada dua macam yaitu, pisau frais roda gigi untuk sistem modul (mm) dan Dp (diameter pitch) (Gambar 2.36).

Gambar 2.36. Pisau frais roda gigi

12. Pisau Frais Muka (Face Mill Cutter)

Pisau muka pada umumnya mata sayatnya ditempel pada bodi dengan cara dilas atau dibaud, yang mata sayatnya terbuat dari bahan cementit carbide. Pisau ini digunakan untuk mengefrais permukaan rata dan luas/lebar (Gambar 2.37).

(43)

13. Pisau Frais Sisi dan Muka (Shell endmil Cutter)

Pisau frais sisi dan muka, digunakan untuk pemakanan bagian samping dan muka, sehingga dapat digunakan untuk mengefrais bidang siku. Pisau jenis ini ada macam yaitu, untuk pemakanan ringan/finising (Gambar 2.38a) dan Untuk Pemakanan berat/pengasaran (Gambar 2.38b).

(a) (b) Gambar 2.38 Pisau frais sisi dan muka

14. Pisau Frais Gergaji (Slitting Saw)

Pisau gergaji digunakan untuk memotong/ membelah benda kerja yang memiliki ukuran ketebalan tidak terlalu besar (tipis) (Gambar 2.39).

Gambar 2.39. Pisau frais gergaji (Slitting saw)

b. Bahan Pisau Frais

Jenis bahan yang digunakan untuk membuat pisau frais antara lain: 1. Unalloyed Tool Steel

Merupakan baja perkakas bukan paduan dengan kandungan karbon 0,5% - 1,5%, kekerasan bahan ini akan hilang jika suhu kerjanya 250º C. Oleh karena itu jenis tidak cocok kalau digunakan untuk proses kecepatan potong yang tinggi.

(44)

2. Alloy Tool Steel

Merupakan baja perkakas bukan paduan yang mengandung karbon kromium, vanadium dan molybdenum. Bahan paduan ini tahan keausan sampai suhu 600º C.

3. Cemented Carbide

Merupakan baja perkakas bukan paduan yang mengandung karbon,Tungten dan Cobalt, bahan paduan ini tahan keausan sampai suhu 900º C. Cemented Carbide pada umumnya dibuat dalam bentuk tip yang terpasang pada pemegang Cutter. Pisau bahan ini untuk pengefrais dengan kecepatan tinggi, sehingga waktu pemotongan dapat dipersingkat dan dapat menghasilkan kualitas permukaan yang halus.

c. Bentuk Geometris Pisau (Cutter)

Pada pekerjaan khusus diperlukan pisau yang khusus pula, permukaan pisau yang harus diperhatikan adalah waktu pengasahan, sudut tatal, sudut bebas isi, sudut bebas depan, sudut bebas mata potong dan sudut bebas belakang.

Gambar 2.40. Sudut-sudut alat potong/pisau frais/cutter

d. Penggunaan Pisau Frais

Penggunaan pisau frais tergantung dari jenis pekerjaan yang akan dilakukan pengefraisan. Dibawah ini tabel penggunaan masing-masing pisau frais sesuai fungsinya.

(45)

Table 2.3. Pisau Frais dan Penggunaannya.

No. Jenis Pisau Frais Ilustrasi Penggunaan

1 Pisau Frais Mantel

(Plane Milling Cutter)

2. Pisau Frais Sudut

(Angle Milling Cutter)

3. Pisau Frais Ekor Burung

(Dove Tail Milling Cutter)

4. Pisau frais Alur Melingkar

(46)

5. Pisau sisi dan Muka (Side and Face Cutter)

6. Pisau Frais Sisi Gigi Silang

(Staggered Tooth Side and Face Cutter)

7. Pisau frais radius (bentuk)

(Form Cutter)

8. Pisau Frais Alur T

(47)

9. Pisau Frais Jari (Endmill Cutter)

10. Pisau Frais Roda Gigi

(Gear Cutter)

11. Pisau Frais Muka

(Face Mill Cutter)

12. Pisau Frais Sisi dan Muka (Shell

(48)

13. Pisau Frais Gergaji (Slitting Saw

2.3.3. Rangkuman

Banyak macam-macam nama bentuk pisau frais yang diperuntukan sesuai dengan profil atau bentuk yang akan di frais. Maka dari itu pada saat memilih pisau frais harus cermat baik nama maupun bentuknya, sehingga hasil pengefraisan dapat maksimal.

Macam-macam pisau frais diantaranya: 1) Pisau frais mantel (Plane

milling cutter), 2) Pisau frais sudut (Angle milling cutter), 3) Pisau frais ekor burung (Dove tail milling cutter,) 4) Pisau sisi dan muka (Side and face cutter), 5) Pisau

frais alur melingkar (Woodruff keyseat cutter), 6)Pisau Frais sisi gigi silang

(Staggered tooth side and face cutter), 7) Pisau frais radius (bentuk) (Form cutter)

8) Pisau frais alur T (T Slot cutter), 9) Pisau Frais Jari (Endmill cutter), 10) pisau

frais roda gigi (Gear cutter), 11) Pisau frais muka (Face mill cutter), 12) Pisau frais

sisi dan muka (Shell endmil cutter), 13) Pisau frais bentuk (Form Cutter)14)Pisau

frais gergaji (Slitting saw).

2.3.4. Latihan

1. Sebutkan macam-macam pisau frais minimal enam buah. 2. Jelaskan kgunaan pisau frais jari, mantel, dan shell endmill.

3. Pisau frais sisi gigi silang, sangat cocok untuk membuat alur. Jelaskan pada posisi mana pisau tersebut didunakan, dan jelaskan kenapa?.

(49)

2.4. Kegiatan Belajar 3– Parameter Pemotongan Mesin frais

a.

Menetapkan kecepatan potong (Cutting speed – Cs) pada proses

pengefraisan

b.

Menerapkan kecepatan potong (Cutting speed – Cs) pada proses

pengefraisan

c.

Menghitung putaran (Revolotion Permenit – Rpm) pada proses

pengefraisan

d.

Menerapkan putaran (Revolotion Permenit – Rpm) pada proses

pengefraisan

e.

Menghitung kecepatan pemakanan (feed) pada proses pengefraisan

f.

Menghitung kecepatan pemakanan (feed) pada proses pengefraisan

g.

Menghitung waktu pemesinan pada proses pengefraisan

h.

Menerapakan waktu pemesinan pada proses pengefraisan

Sebelum mempelajari materi parameter pemotongan pada mesin frais, lakukan kegiatan sebagai berikut:

Pengamatan:

Silahkan anda mengamati beberapa kegiatan proses pemotongannya pada mesin (Gambar 2.41) atau objek lain sejenis disekitar anda. Pada saat melakukan proses pembubutan seperti yang anda lihat, untuk dapat memotong/menyayat benda kerja agar dapat membentuk komponen sesuai tuntutan pada gambar kerja, selain membutuhkan jenis alat potong yang geometrisnya standart, faktor lainnya adalah penetapan parameter

pemotongan yang digunakan pada saat proses pembubutan. Sebutkan

parameter pemotongan apa saja diperlukan untuk melakukan kegiatan tersebut dan jelaskan bagaimana cara menghitungnya.

(50)

Menanya:

Mengekplorasi:

Mengasosiasi:

Setelah anda memilki data dan menemukan jawabannya, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menerapkan pada proses pengefraisan.

Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda, terkait parameter pemotongan pada mesin frais, dan selanjutnya buat laporannya

a. Kecepatan potong (Cutting speed) – Cs

Pada saat proses pengefraisan berlangsung, cutter berputar memotong benda kerja yang diam dan menghasilkan potongan atau sayatan yang menyerupai chip, serpihan-serpihan tersebut dapat juga berbentuk seperti serbuk (tergantung dari bahan). Kemampuan mesin menghasilkan panjang sayatan tiap menit disebut kecepatan potong

(sayat), yang diberi symbol Cs(Cutting Speed). Apabila ukuran diameter alat potong dan

kecepatan putaran mesin diketahui, maka untuk mencari kecepatan pemotong rumusnya adalah:

Cs = π. d . n ( m/menit ) Keterangan :

Cs =Cutting Speed ( m/menit )

d = Diameter Cutter ( mm )

n = Putaran Spindle ( Rpm )

π = Konstanta ( 3,14 )

Pada prinsipnya kecepatan pemotongan suatu material tidak dapat dihitung secara matematis. Karena setiap material memiliki kecepatan potong sendiri-sendiri berdasarkan karakteristiknya dan harga kecepatan potong dari tiap material ini dapat dilihat didalam table yang terdapat didalam buku atau referensi.Untuk lebih jelasnya mengenai harga kecepatan potong dari tiap material dapat dilihat pada table dibawah ini.

(51)

Rpm

Tabel 2.4. Kecepatan Potong Untuk Beberapa Jenis Bahan.

No Bahan Benda Kerja Cs ( m/ menit )

1 Kuningan, Perunggu keras 30 – 45

2 Besi tuang 14 – 21

3 Baja >70 10 – 14

4 Baja 50-70 14 – 21

5 Baja 34-50 20 – 30

6 Tembaga, Perunggu lunak 40 – 70

7 Allumunium murni 300 – 500

8 Plastik 40 - 60

b. Kecepatan Putaran Mesin (Spindle Machine)

Sebagaimana telah dijelaskan pada materi mesin bubu, yang dimaksud kecepatan Putaran Mesin adalah, kemampuan kecepatan putaran mesin dalam satu menit. Dalam hal ini mengingat nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku, maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerja. Dengan demikian rumus untuk menghitung putaran adalah:

Karena satuan Cs dalam meter/menit sedangkan satuan diameter pisau/benda kerja dalam millimeter, maka rumus menjadi :

Keterangan :

n = Putaran Spindle (rpm )

Cc = Kecepatan potong ( m/menit ) D = Diameter cutter ( mm )

π = Konstanta ( 3,14 ) Contoh:

Diketahui: Baja lunak akan difrais dengan alat potong  alat potong  80 mm dan (CS = 30 m / menit). Hitung kecepatan putaran mesinnya!.

d

Cs

n

.

1000





Rpm

(52)

Jawab:

n = 119,42 ≈ 119 rpm

Hasil perhitungan di atas pada dasarnya sebagai acuan dalam menyetel putaran mesin agar sesuai dengan putaran mesin yang tertulis pada tabel yang ditempel di mesin tersebut.Artinya, putaran mesin aktualnya dipilih dalam tabel pada mesin yang nilainya paling dekat dengan hasil perhitungan di atas.

Untuk menentukan besaran putaran mesin dapat juga menggunakan tabel, sebagaimana dapat dilihat pada (Tabel 2.5).

Tabel 2.5. Daftar kecepatan potong dan putaran mesin frais per-menit

d

Cs

n

.

1000





(53)

c. Kecepatan Pemakanan (Feeding)

Pada umumnya mesin frais, dipasang tabel kecepatan pemakanan atau feeding

dalam satuan mm/menit.Jadi, misalnya pada mesin disetel besar kecepatan pemakannya 28, artinya kecepatan pemakanan pisau frais sebesar 28 mm/menit. Makin kecil kecepatan pemakanan pisau frais, kekasarannya makin rendah atau lebih halus. Tabel besar pemakanan pada mesin baru berlaku jika mesin frais tersebut dijalankan dengan cara/ mode otomatis.

Menghitung kecepatan pemakanan/feeding = F (mm/menit)

F (mm/men) = f (mm/putaran) x n ( put/menit)

Dimana, f adalah bergesernya pisau frais (mm) dalam satu putaran.

Contoh:

Ditentukan n = 600 putaran/menit, f pada tabel ditetapkan 0,22 mm/putaran. Berapa kecepatan pemakanannya (F mm/menit)!.

Jawab:

F = 0,22 mm/putaran x 600 putaran/men = 132 mm/menit.

Pengertiannya adalah,piasu frais bergeser sejauh 132 mm selama satu menit.

d. Perhitungan Waktu Pemesinan Frais 1. Waktu Pemesinan Pengefraisan Rata

Gambar 2.42. Panjang langkah pengefraisan rata

Berdasarkan prinsip kerja mesin frais dan gambar diatas, untuk mencari waktu pengefraisan dapat dihitung dengan rumus:

mm/menit mm . pemakanan rata rata kerja meja tempuh jarak (tm) pemesinan Waktu  

'

S

L

tm



(54)

L = ℓ+ℓa+ℓu S = s.t.n

Dimana :

t = jumlah mata sayat alat potong s = pemakanan tiap mata potong

n = Rpm

L = jarak tempuh pemakanan keseluruhan ℓ = panjang benda kerja

ℓa = kelebihan awal ℓu = kelebihan akhir

S’ = pemakanan setiap menit

Contoh :

1) Bahan ST 41, panjang 250 mm, difrais menggunakan pisau jari dengan mata sayat 4, S= 0,2 dan n = 400 rpm.

Hitung tm, bila (la) = 30 mm dan (Lu) = 30 mm. Jawab : S’ = s .t .n = 0,2 . 4 . 400 = 320 mm/ menit L = ℓ + ℓa + ℓu = 250 + 30 + 30 = 310 mm

menit

mm

s

mm

L

tm

0 ,

96

320

310 /

'



2) Waktu Pengeboran Pada Mesin Frais

(55)

Sebagimana pada proses facing, untuk menghitung waktu pengeboran pada mesin frais pada dasarnya sama dengan rumus untuk mencari waktu pemesinan pengefraisan rata. Berikut adalah rumus untuk mencari waktu pengeboran pada mesin bubut.

Dimana:

ℓ = kedalaman lubang/tebal benda kerja L = ℓ + 0,3 d (la)

d =  mata bor/lubang (mm) n = putaran mata bor (Rpm) s = pemakanan (mm/put) Contoh: Diketahui, ℓ = 30 mm d = 12 mm s = 0,04 pemakanan mm/put n = 260 rpm

Hitung waktu pengeboran pada mesin frais(tm) ?

Jawab :

2.4.3. Rangkuman

a. Menghitung putaran mesin Frais

Rumus untuk menentukan putaran mesin frais adalah:

b. Menghitung kecepatan pemakanan/feeding= F (mm/menit)

(56)

Dimana, f adalah bergesernya pahat (mm) dalam satu putaran

c. Waktu Pemesinan frais

mm/menit mm . pemakanan rata rata kerja meja tempuh jarak (tm) pemesinan Waktu  

n

t

s

S

L

tm

.

'



L = ℓ + ℓa + ℓu Dimana :

t = jumlah mata sayat alat potong

S = pemakanan tiap mata potong

n = Rpm

L = jarak tempuh pemakanan keseluruhan

ℓ = panjang benda kerja

ℓa = kelebihan awal ℓu = kelebihan akhir

S’ = pemakanan setiap menit

d. Waktu Pemesinan Bor

Dimana:

ℓ = kedalaman lubang/tebal benda kerja

L = ℓ + 0,3 d (la)

d =  mata bor (mm)

n = putaran mata bor (rpm)

s = pemakanan (mm/put)

2.4.4. Latihan

1. Tuliskan rumus kecepatan potong (Cs) dan turunkan menjadi rumus putaran mesin frais (n)

2. Diketahui: Baja lunak  60, akan difrais dengan Cs = 25 m/menit. Hitung:

Kecepatan putaran mesinnya!.

3. Diketahui putaran mesin frais (n)= 400 putaran/menit, f pada tabel dimesin disetel 0,2 mm/putaran. Berapakecepatan pemakanannya (F mm/menit)!.

(57)

4. Diketahui: Bahan ST 41, panjang 200 mm, difrais menggunakan pisau jari dengan mata sayat 4, s= 0,2 dan n = 600 rpm, (la) = 30 mm dan (Lu) = 30 mm. Hitung waktu pemesinan frais (tm), apabila pemakanan 1 kali jalan!. 5. Diketahui,

ℓ = 30 mm d = 12 mm

s = 0,04 pemakanan mm/put n = 260 rpm

(58)

2.5. Kegiatan Belajar 4–Teknik Pemesinan Frais

a.

Menjelaskan metode pemotongan yang benar pada proses pemesinan frais

b.

Menyebutkan dan menjelaskan macam-macam teknik proses pengefraisan

c.

Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan rata sejajar dan siku arah

mendatar (horizontal)

d.

Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan rata sejajar dan siku arah

tegak (vertikal)

e.

Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan bidang miring

f.

Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan alur

g.

Menjelaskan dan melakukan teknik pengefraisan bentuk persegi

h.

Menjelaskan langkah-langkah pengoperasian mesin frais

i.

Menjelaskan dan melakukan cara memperbesar lubang dengan pisau frais

j.

Menjelaskan dan melakukan cara mereamer pada mesin frais

k.

Menjelaskan fungsi kepala pembagi

l.

Menjelaskan pembagian langsung

m.

Menjelaskan pembagian sederhana

n.

Menjelaskan pembagian sudut

o.

Menjelaskan pembagian diferensial

p.

Menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan roda gigi lurus

q.

Menjelaskan dan melakukan cara pengefraisan gigi rack lurus

Sebelum mempelajari materi parameter pemotongan pada mesin frais, lakukan kegiatan sebagai berikut:

Pengamatan:

Silahkan anda mengamati beberapa kegiatan proses pemotongannya pada mesin (Gambar 2.44) atau objek lain sejenis disekitar anda. Pada saat melakukan proses pembubutan seperti yang anda lihat, untuk dapat memotong/menyayat benda kerja agar dapat membentuk komponen sesuai tuntutan pada gambar kerja, selain membutuhkan jenis alat potong yang geometrisnya standart, fakktor lainnya adalah penetapan parameter

(59)

jelaskan Teknik pemesinan frais yang ada pada gambar berikut ini : Lakukanlah kegiatan tersebut dengan bimbingan guru/pembimbing.

Gambar 2.44. Proses Pengerjaan pada mesin frais

Menanya:

Mengekplorasi:

Mengasosiasi:

Setelah anda memilki data dan menemukan jawabannya, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menerapkan pada proses pengefraisan.

Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda, terkait parameter pemotongan pada mesin frais, dan selanjutnya buat laporannya

(60)

a. Metode Pemotongan

Untuk mendapatkan hasil pengfraisan yang baik dan alat potongnya tahan lama, perlu memahami metoda pemotongan yang benar. Metode pemotongan pada proses pemesinan frais dibagi menjadi tiga, diantaranya:

1. Pemotongan searah

Yang dimaksud pemotongan searah adalah, pemotongan yang datangnya benda kerja searah dengan arah putaran cutter. Pada pemotongan ini hasilnya kurang baik karena meja (benda kerja) cenderung tertarik oleh cutter ( Gambar 2.45)

Gambar 2.45. Pemotongan searah

2. Pemotongan Berlawanan Arah

Yang dimaksud pemotongan searah adalah, pemotongan yang datangnya benda kerja berlawanan deangan arah putaran cutter. Pada pemotongan ini hasilnya dapat maksimal karena meja (benda kerja) tidak tertarik oleh cutter ( Gambar 2.46).

Gambar 2.46. Pemotongan berlawanan arah

3. Pemotongan Netral

Yang dimaksud pemotongan netral adalah, pemotongan yang terjadi apabila lebar benda kerja yang disayat lebih besar atau lebih kecil dari ukuran diameter cutter.

(61)

b. Macam-macam Teknik Proses Pengefraisan

1. Pengefraisan Rata Sejajar dan Siku Arah Mendatar (Horizontal)

Dalam melakukan pemotongan mendatar,jenis mesin yang digunakan yaitu mesin frais horizontal .Pisau yang digunakan yaitu jenis pisau frais mantel.Berikut ini langkah-langkah pengefraisan rata dengan posisi mendatar:

a). Siapkan perlengkapan mesin yang diperlukan meliputi ragum mesin arbor dan satu set kollar (ringarbor) dengan diameter lubang sama dengan diameter lubang alat potong yang akan digunakan berikut kelengkapan lainnya.

b). Majukan lengan (Gambar 2.47a) dan lepaskan pendukung arbor (Gambar 2.47b).

c). Bersihkan lubang dan arbor bagian tirusnya (Gambar 2.48).

d). Pasang arbor pada spindle mesin dan ikat arbor dengan memutar mur pengikat dibelakang bodi mesin (Gambar 2.49).

Gambar 2.47. Pemasangan arbor

Gambar 2.48. Membersihkan bagian tirus

(62)

Gambar 2.49. Mengikat arbor

e). Pasang pisau (cutter) dan ring arbor (kollar) pada arbor (Gambar 2.50a) posisi pengikatan yang benar dan (Gambar 2.50b) posisi pengikatan yang salah apabila yang digunakan pisau mantel helik kiri.

Gambar 2.50. Pemasangan cutter dan kollar (ring arbor)

f). Pasang pendukung arbor (support) pada lengan mesin dengan posisi tidak jauh dari pisau dan ikat dengan kuat (Gambar 2.51).

Gambar 2.51. Pemasangan pendukung arbor

(63)

g). Selanjutnya pasang ragum pada meja mesin frais pada posisi kurang lebih di tengah-tengah meja mesin agar mendapatkan area kerja yang maksimal.

h). Lakukan pengecekan kesejajaran ragum.Apabila jenis pekerjaannya tidak dituntut hasil kesejajaran dengan kepresisian yang tinggi pengecekan kesejajaran ragum dapat dilakukan dengan penyiku (Gambar 2.52a). Apabila hasil kesejajarannya dituntut dengan kepresisian yang tinggi pengecekan kesejajaran ragum harus dilakukan dengan dial indicator (Gambar 2.52b).

(a) (b)

Gambar 2.52. Pengecekan kesejajaran ragum

i). Pasang benda kerja pada ragum dengan diganjal parallel pad di

bawahnya(Gambar 2.53a).Untuk mendapatkan pemasangan benda kerja agar dapat duduk pada parallel dengan baik sebelum ragum dikencangkan dengan kuat pukul benda dengan keras secara pelan-pelan dengan palu lunak (Gambar 2.53b).

(a) (b)

(64)

j). Selanjutnya lakukan setting nol untuk persiapan melakukan pemakanan dengan cara menggunakan kertas (Gambar 2.54a). Untuk jenis pekerjaan yang tidak dituntut hasil dengan kepresisian tinggi batas kedalaman pemakanan dapat diberi tanda dengan balok penggores (Gambar 2.54b).

Gambar 2.54 a Setting nol diatas permukaan kerja dengan kertas

Gambar 2.54 b Penandaan kedalaman pemakanan

k). Atur putaran dan feeding mesin sesuai dengan perhitungan atau melihat table kecepatan potong mesin frais.

l). Selanjutnya lakukan pemakanan dengan arah putaran searah jarum jam bila pisau yang digunakan arah mata sayatnya helik kiri (Gambar 2.55). Pemakanannya dapat dilakukan secara manual maupun otomatis.