MAKALAH
MENGENAL MESIN FRAIS
Mata kuliah : Teknik Manufaktur
Disusun oleh : Wijaya Kusuma (201010300237)
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS PAMULANG
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG PENULISAN MAKALAH
Dunia manufaktur dan industri adalah salah satu faktor yang menentukan kemajuan ekonomi suatu bangsa selain faktor-faktor lainnya yang memengaruhi. Dan dari tahun ketahun teknologi permesinan di bidang industri semakin maju dan efisien. Banyak perusahaan yang telah menggunakan mesin produksi berbasis robot dan terkomputerisasi.
Maka dari itu dengan adanya makalah ini, maka penulis berharap pembaca dapat mengetahui serta menambah ilmu tentang dunia industri berupa salah satu mesin yang digunakan dalam proses manufaktur/produksi. Sebenarnya masih banyak jenis mesin-mesin produksi yang ada dan digunakan hingga saat ini, hanya saja penulis akan membahas salah satunya saja yaitu mesin frais atau milling machine.
1.2 RUANG LINGKUP PEMBAHASAN
Pembahasan materi dalam makalah ini mencakup pengertian dan sejarah serta pengenalan mesin miling sebagai salah satu mesin yang digunakan dalam proses manufaktur/produksi.
1.3 TUJUAN DAN MANFAAT a.Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah :
a). Mengenalkan kepada pembaca tentang mesin industri khususnya mesin frais.
b.Manfaat
Manfaat dari pembuatan makalah ini adalah :
a). Bertambahnya pengetahuan pembaca tentang mesin industri khususnya mesin frais.
BAB II
MESIN FRAIS/MILLING
2.1 PENGERTIAN DAN SEJARAH MILLING
Mesin milling adalah mesin tools yang digunakan secara akurat untuk menghasilkan satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan menggunakan satu atau lebih alat potong. Mesin milling adalah mesin yang paling mampu melakukan banyak tugas dari segala mesin perkakas.
Milling adalah suatu proses permesinan yang pada umumnya menghasilkan bentukan bidang datar dimana proses pengurangan material benda kerja terjadi karena adanya kontak dengan alat pemotong yang berputar pada spindle dengan benda kerja yang tercekam pada meja mesin. Proses milling adalah proses yang menghasilkan chips (beram). Mesin milling merupakan salah satu mesin konvensional yang mampu mengerjakan suatu benda kerja dalam permukaan datar, sisi tegak, miring, bahkan alur roda gigi.
Pada tahun 1818 mesin milling pertama kali ditemukan di New Heaven Conecticut oleh Eli Whitney.Pada tahun 1952 Jhn Parson Mengembangkan milling dengan kontrol basis angka atau MNC (Milling Numeric Control) dalam perkembangannya mesin milling mengalami berbagai perkembangan baik secara teknis maupun teknologi pengoperasiannya.
2.2 PRINSIP KERJA MESIN MILLING
Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut diteruskan melalui suatu sistem transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin milling.
Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem utama mesin milling yang bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan gerakan pemutaran atau pemotongan. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja benda kerja dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khususyang dijepit atau dipasang pada meja mesin.
Selanjutnya benda kerja dikontakkan dengan pemotong yang bergerak maju mundur.
2.3 BAGIAN UTAMA MESIN MILLING
1) Spindel Utama
Merupakan bagian terpenting dari mesin milling, tempat untuk mencekam alat potong. Spindel utama dibagi menjadi tiga :
a. Vertical Spindel b. Horizontal Spindel c. Universal Spindel
2) Meja/Table
Tempat untuk clamping device atau benda kerja dibagi menjadi tiga jenis : a. Fixed Table
b. Swivel Table c. Compound Table
3) Motor Drive
Merupakan bagian mesin yang berfungsi menggerakkan bagian-bagian mesin seperti spindel utama, meja (feeding), dan pendingin (cooling). Pada mesin milling sedikitnya terdapat tiga buah motor, yaitu :
a. Motor spindel utama
b. Motor gerakan pemakan (feeding) c. Motor pendingin (cooling)
4) Transmisi
Merupakan bagian mesin yang menghubungkan motor penggerak dengan yang digerakkan. Berdasarkan bagian yang digerakkan motor penggersak dibagi menjadi dua macam yaitu :
d. Transmisi spindel utama e. Transmisi feeding
Berdasarkan sisitem transmisinya, dibedakan menjadi dua jenis : a. Transmisi gear box
b. Transmisi v-belt
5) Knee
Merupakan bagian mesin untuk menopang atau menahan meja mesin. Pada bagian ini terdapat transmisi gerakan pemakan (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 atau tiang, juga sebagai tempat cairan pendingin.
8) Control
Merupakan pengatur bagian-bagian dari mesin yang bergerak. Di mesin milling ada dua sistem kontrol, yaitu :
a. Mekanik b. Elektrik
Dan dibagi menjadi dua bagian : a. Sederhana
b. Komplek (CNC)
2.4 JENIS-JENIS MESIN MILLING
Penggolongan mesin milling menurut jenisnya penamaannya disesuaikan dengan posisi spindel utama dan fungsi pembuatan produknya, ada beberapa jenis mesin milling dalam dunia manufacturing antara lain :
1) Berdasarkan Posisi Spindel Utama a.Mesin Milling Horizontal
Mesin Milling jenis ini mempunyai pemasangan spindel dengan arah horizontal atau mendatar dan digunakan untuk melakukkan pemotongan benda kerja dengan arah mendatar.
Gambar 1. Mesin Milling Horizontal
b.Mesin Milling Vertikal
Mesin Milling jenis ini pemasangannya spindelnya pada kepala mesin adalah vertikal atau tegak, pada mesin milling jenis ini ada beberapa macam menurut tipe kepalanya, ada tipe kepala tetap, tipe kepala yang dapat dimiringkan dan type kepala bergerak. Kombinasi dari dua tipe kepalaini dapat digunakan untutk memebuat variasi pengerjaan pengefraisan dengan sudut tertentu.
Gambar 2. Mesin Milling Vertikal
c.Mesin Milling Universal
Mesin Milling ini mempunyai fungsi bermacam-macam sesuai dengan prinsipnya seperti :
1.Frais Muka 2.Frais Spiral 3.Frais Datar
4.Pemotongan Roda Gigi 5.Pengeboran
6.Reaming 7.Boring
8.Pembuatan Celah
Gambar 3. Mesin Milling Universal
2) Berdasarkan Fungsi Penggunaan
a.Plano Milling
Merupakan mesin yang digunakan untuk memotong permukaan (face cutting) dengan benda kerja yang besar dan berat.
Gambar 4. Mesin Plano Milling
b.Surface Milling
Mesin Milling yang biasa digunakan untuk produksi massal,kepala spindel dan cutter dinaik turunkan.
Gambar 5. Mesin Surface Milling
c.Thread Milling
Thread Milling digunakan untuk pembuatan ulir.
Gambar 6. Mesin Thread Milling
d.Gear Milling
Mesin ini digunakan untuk pembuatan roda gigi.
e.Copy Milling
Mesin ini digunakan untuk pembuatan benda kerja yang mempunyai bentuk tidak beraturan. Merupakan mesin milling yang digunakan untuk mengerjakan bentukan yang rumit, maka dibuat master atau mal sebagai referensi untuk membuat bentukan yang sama.
Mesin ini dilengkapi dengan dua head mesin mesin yang fungsinya sebagai berikut : 1. Head yang pertama berfungsi untuk mengikuti bentukan masternya.
2. Head yang kedua berfungsi memotong benda kerja sesuai bentukan masternya.
Antara head yang pertam dengan yang kedua dihubungkan dengan menggunakan sistem hidrolik. Sistem referensi pada waktu proses pengerjaan adalah sebagai berikut :
1. Sistem menuju satu arah, yaitu tekanan guide pada head pertama kearah master adalah satu arah.
2. Sistem menuju satu titik, yaitu tekanan guide tertuju pada satu titik dari master.
Gambar 7. Mesin Copy Milling f.Mesin Milling Hobbing
Mesin Milling Hobbing merupakan mesin yang digunakan untuk membuat roda gigi/gear dan sejenisnya. Alat potong yang digunakan juga spesifik, yaitu membentuk profil roda gigi (evolvente) dengan ukuran yang presisi.
Gambar 8. Mesin Hobbing Milling
g.Mesin Milling Gravier
Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar ataupun tulisan dengan ukuran yang dapat diatur sesuai dengan keinginan dengan skala tertentu.
Gambar 9. Mesin Gravier Milling
h.Mesin Milling CNC
Mesin Milling CNC merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan bentukan-bentukan yang lebih rumit dan komplek. Mesin ini merupakan pengganti mesin milling copy dan gravier. Semua kontrol menggunakan sistem elektronik yang komplek. Dibutuhkan operator yang ahli dalam menjalankan mesin ini, dan harga mesin ini pun cukup mahal.
Gambar 10. Mesin Milling CNC
2.5 PISAU (CUTTER) MILLING/FRAIS
Alat potong yang digunakan pada waktu mengefrais ialah pisau (cutter) frais. Umumnya bentuk pisau frais bulat panjang dan sekelilingnya bergerigi dan beralur. Pada lubangnya terdapat pasak agar pisau frais tidak ikut berputar. Keuntungan cutter dibanding dengan pahata bubut dan pahat ketam adalah setiap sisi potong dari pisau frais mengenai benda kerja hanya dalam waktu yang pendek. Bahan pisau frais umumnya terbuat dari HSS atau karbida.
Adapun macam-macam pisau frais, yaitu :
a.Cutter Mantel
Cutter jenis ini digunakan untuk mesin frais horizontal.
Gambar 11.Cutter Mantel
b.Cutter Alur
Cutter ini digunakan untuk membuat alur-alur pada batang atau permukaan benda lainnya.
Gambar 12. Cutter Alur
c.Cutter Modul
Cutter ini dalam satu set terdapat 8 buah. Cutter ini digunakan untuk membuat roda-roda gigi.
Gambar 13. Cutter Modul
d.Cutter Radius Cekung
Cutter ini dipakai untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius dalam (cekung).
Gambar 14. Cutter Radius Cekung
e.Cutter Radius Cembung
Cutter ini dipakai untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius luar (cembung).
Gambar 15. Cutter Radius Cembung
f.Cutter Alur “T”
Cutter ini hanya digunakan untuk membuat alur berbentuk “T” seperti halnya pada meja mesin frais.
Gambar 16. Cutter Alur “T”
g.Cutter Ekor Burung
Cutter ini dipakai untuk membuat alur ekor burung. Cutter ini sudut kemiringannya terletak pada sudut-sudut istimewa,yaitu 30º,45º,60º.
Gambar 17. Cutter Ekor Burung
h.Cutter End Mill
Ukuran Cutter ini sangat bervariasi mulai dari ukuran kecil sampai yang ukuran besar.
Cutter ini biasanya dipakai untuk membuat alur pasak dan ini hanya dapat dipasang pada mesin frais vertikal.
Gambar 18. Cutter End Mill
i.Cutter Heavy Duty End Mill
Cutter ini mempunyai satu ciri khas yang berbeda dari cutter yang lain. Pada sisinya berbentuk alur helik yang dapat digunakan untuk menyayat benda kerja dari sisi potong cutter, sehingga cutter ini mampu maelakukan penyayatan yang cukup besar.
Gambar 19. Heavy Duty End Mill
2.6 GERAKAN DALAM MESIN MILLING
Pekerjaan dengan mesin milling harus mempunyai tiga gerakan kerja,yaitu :
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 ini untuk mengatur posisi pemakanan, kedalaman pemakanan, dan pengembalian untuk memungkinkan benda kerja masuk ke dalam posisi potong cutter.
Gerakan ini juga dapat disebut gerakan pengikatan.
2.7 PARAMETER-PARAMETER YANG DIPERHATIKAN DALAM PENGERJAAN PENGEFRAISAN/MILLING
1) Memilih alat bantu yang digunakan - Ragum
Berdasarkan gerakannya ragum terbagi menjadi 3 jenis yaitu : a.Ragum Biasa
Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang bentuknya sederhana dan biasanya hanya digunakan untuk mengefrais bidang datar saja.
Gambar 20. Ragum Biasa
b.Ragum Berputar
Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang harus membentuk sudut terhadap spindel. Bentuk ragum ini seperti ragum biasa tetapi pada bagian bawahnya terdapat alas yang dapat diputar 360º.
Gambar 21. Ragum Berputar
c.Ragum Universal
Ragum ini mempunyai dua sumbu perputaran sehingga dapat diatur tegak atau datar.
Gambar 22. Ragum Universal
- Kepala pembagi
Digunakan untuk membentuk segi-segi yang beraturan pada poros yang panjang.
Biasanya dilengkapi dengan plat pembagi yang berfungsi untuk melakukan pembagian yang tidak dapat dilakukan dengan pembagian langsung. Pada Mesin Horizontal dapat digunakan untuk membuat benda kerja segi-segi beraturan, roda gigi ,ulir cacing.
-Kepala Lepas
Digunakan untuk menyangga benda kerja yang dikerjakan dengan dividing head. Hal ini dimaksudkan agar benda kerja tidak tertarik atau tertekan waktu disayat.
-Rotary Table
Digunakan untuk membagi segi-segi beraturan misalnya kepala baut juga dapat digunakan untuk membagi jarak-jarak lubang yang berpusat pada satu titik.
-Adaptor
Tempat dudukan cutter sebelum dimasukkan ke sarung tirus pada sumbu utama. Pada mesin horizontal terdapat Arbor beserta cincin dan dudukan penyangga cutter, dan dipasang pada Arbor yang posisinya diatur dengan pemasangan cincin.
2) Menentukan Parameter-Parameter Pemotongan
Parameter-parameter yang mempengaruhi pemotongan antara lain : a)Bahan yang disayat
Dengan mengetahui jenis bahan yang akan dikerjakan maka akan kita dapat menentukan kecepatan potongnya. Hal ini hanya dapat diketahui dengan melihat tabel dari buku refernsi bahan tersebut.
b)Bahan Cutter
1.Unalloyed Tool Steel
Baja dengan kadar karbon 0,5-1,5%, suhu kerjanya mencapai 2500ºC,oleh karena itu material ini tidak cocok untuk kecepatan potong tinggi.
2.Alloy Tool Steel
Baja yang mengandung karbon kromium, vanadium, dan molibdenum. Baja ini terdiri dari baja paduan tinggi dan rendah. HSS (High Speed Steel) adalah baja paduan tinggi yang suhu kerjanya mencapai 6000ºC.
3.Cemented Carbide
Bahan ini terdiri dari tungsten atau molybdenum, cobalt serta carbon. Pada suhu 9000ºC bahan ini masih mampu memotong dengan baik. Maka dari itu bahan ini sangat cocok untuk putaran yang tinggi.
2.8 PEGERJAAN PADA MESIN MILLING
1) Pengefraisan Sisi, adalah pengefraisan dimana pisau sejajar dengan perukaan benda kerja.
2) Pengefraisan Muka, pengefraisan dimana sumbu pisau tegak lurus dengan permukaan benda kerja.
2.9 METODE PENGEFRAISAN/MILLING
Ada terdapat beberapa metode dalam pengefraisan (milling), yaitu:
1) Climb Mill
Merupakan cara pengefraisan dimana putaran cutter searah dengan arah gerakan benda kerja. Gaya potong menarik benda kerja kedalam cutter sehingga faktor kerusakan pahat akan lebih besar. Hanya mesin yang mempunyai alat pengukur keregangan yang boleh melakukan metode ini.
Gambar 23. Metode Climb Mill 2) Conventional Milling
Merupakan metode konvensional, yang dimana putaran benda kerja berlawanan arah dengan cutternya. Pemotongan ini dimulai dengan beram yang tipis dan metode ini digunakan untuk semua jenis mesin frais.
Gambar 24. Metode Conventional Milling
BAB III PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Berikut beberapa kesimpulan yang mampu penulis rumuskan dari pembahasan materi ini :
a. Sebagai salah satu mesin yang digunakan dalam proses produksi, mesin frais telah mengalami banyak evolusi dari pertama kali diciptakan.
b. Mesin frais juga memiliki banyak jenis yang disesuaikan untuk pekerjaan tertentu.
c. Mesin frais harus dioperasikan oleh orang-orang yang ahli dan kompeten di bidang mesin khususnya mesin frais karena akan berakibat fatal jika mesin frais dioperasikan oleh orang yang tidak ahlinya.
3.2 SARAN
Berikut ialah saran-saran yang dapat penulis sampaikan kepada berbagai pihak guna kemajuan dan kebaikan bersama dalam menyongsong hari depan yang lebih baik lagi,tentunya menyangkut hal ini.
1. Kepada para mahasiswa/i Akademi Komunitas Negeri Siak
a. Untuk mulai memasuki dunia industri sangatlah dibutuhkan keterampilan yang mumpuni, maka hendaknya tingkatkanlah kemampuan dan mentalmu.
b. Selalu bersikap positif dengan penuh semangat, kreatif, inovatif, dan inisiatif dalam bekerja guna mencapai kesempurnaan dalam bekerja.
2. Kepada DU/DI
a. Selalu jaga kualitas produk yang dihasilkan demi kepuasan dan kepercayaan konsumen
b. Selalu utamakan keselamatan dan kesehatan kerja karyawan dilingkungan pabrik.
3. Kepada pihak Akademi Komunitas Negeri Siak
a. Agar menambah sarana dan prasarana pendukung praktik mahasiswa di workshop demi tercapainya misi AKN yang hendak menciptakan generasi siap kerja.
DAFTAR PUSTAKA
www.google.com/mesin-milling
http://suargi.blogspot.in/2011/11/mesin-milling.html
http://fiandruva.blogspot.in/2011/12/macam-macam-pisau-frais.html
