MAKALAH PROSES PRODUKSI 1 MESIN MILLING
DISUSUN OLEH : 1. ALFI RAMADHAN
I0412007
2. APRIVIANTO TRI W.
I0412009
3. ARDYYANATA I.
I0412010
4. BAGUS SURYA P.
I0412011
5. BAYU SUTANTO
I0412012
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET 2012
1
DAFTAR ISI
Halaman Judul Daftar Isi
………………………………………….……………
1
………………………………………………………………
2
Pendahuluan
………………………………………………………..
3
Isi A Pengertian Mesin Frais
………………………………....... 4
B Bagian-Bagian Mesin Frais
…………………………………..
4
C Prinsip Kerja Mesin Frais
…………………………………..
5
D Dasar Pemakanan Mesin Frais
……………………………
6
E Dasar Pengerjaan Frais
…………………………………..
7
F Penghitungan Pengerjaan
…………………………………… 8
Penutup
……………………………………………………………… 10
Daftar pustaka
2
………………………………………………………..
11
PENDAHULUAN
Proses permesinan memiliki peranan penting dalam dunia produksi atau manufaktur, yaitu sebagai pengerjaan mekanis suatu logam atau bahan baku produksi lainnya. Pengerjaan mekanis logam atau bahan baku produksi lainnya bisa dikerjakan dari bahan mentah atau setengah jadi dengan menggunakan mesin milling. Mesin milling dapat membuat berbagai bentuk benda kerja dan dilengkapi dengan berbagai jenis pisau frais, yang dapat memudahkan kita dalam menghasilkan bentuk benda kerja yang kita inginkan.
3
ISI
A. PENGERTIAN MESIN FRAIS Mesin frais adalah suatu mesin perkakas yang menghasilkan sebuah bidang datar dimana pisau berputar dan benda bergerak melakukan langkah pemakanan.
Gambar. Mesin Frais
Sedangkan proses frais adalah suatu proses permesinan yang pada umumnya menghasilkan bentukan bidang datar (bidang datar ini terbentuk karena pergerakan dari meja mesin) dimana proses pengurangan material benda kerja terjadi karena adanya kontak antara alat potong pisau ( frais) yang berputar pada spindle dengan benda kerja yang tercekam pada meja mesin. Mesin frais jika dikolaborasikan dengan suatu alat bantu atau alat potong pembentuk khusus, akan dapat menghasilkan beberapa bentukan-bentukan lain yang sesuai dengan tuntutan produksi ,misal : Uliran , Spiral ,Roda gigi, Cam, Drum Scale, Poros bintang, Poros cacing,dll. B. BAGIAN-BAGIAN MESIN FRAIS a. Badan Mesin Badan mesin adalah bagian mesin yang disebut rangka mesin yang menahan mesin itu diatas fondasi, didalamnya terdapat motor listrik, motor penggerak, susunan roda gigi penggerak, roda gigi pengatur kecepatan, tempat minyak pelumas, penampung cairan pendingin, dll. b. Tuas Kecepatan Tuas kecepatan adalah tuas-tuas yang ada di badan mesin yang berfungsi untuk mengatur kecepatan main drive dan feed drive dari mesin frais. c. Ragum 4
Ragum adalah bagian pada mesin frais yang berfungsi untuk menempatkan benda kerja dengan cara dijepit dan sebagai tempat untuk dilakukannya proses pemakanan. Benda kerja yang diletakan di ragum, harus dijepit dengan kuat agar posisi dari benda kerja tidak berubah saat dilakukan proses pemakanan. d. Pisau Frais Pisau frais adalah alat yang digunakan untuk melakukan proses pemakanan. Dalam proses pemakanan, pisau frais-lah yang berinteraksi langsung dengan benda kerja. Jenis dari pisau frais bermacam-macam, penggunaannya biasanya dilihat dari macam pekerjaan frais dan bentuk dari benda kerja yang diinginkan. e. Arbor Arbor merupakan sumbu utama dari mesin. Arbor digunakan untuk menjepit pisau frais, ia mempunyai banyak ring penekan (colar) untuk menjepit pisau frais. f.
Kepala Pembagi (dividing head)
Kepala pembagi (dividing head) adalah peralatan mesin frais yang digunakan untuk membentuk segisegi yang beraturan pada poros yang panjang. Pada peralatan ini biasanya dilengkapi dengan plat pembagi yang berfungsi untuk membantu pembagian yang tidak dapat dilakukan dengan pembagian langsung. C. PRINSIP KERJA MESIN FRAIS a. Main Drive Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin frais. b. Feed Drive -
Penyetelan Mengatu posisi, kedalaman benda kerja terhadap cutter dan kecepatan putaran spindel mesin pada frais, sesuai dengan kecepatan pemakanan yang diinginkan. Spindel mesin frais adalah bagian dari sistem utama mesin frais yang bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan.
5
-
Pemakanan Gerakan pemotongan pada cutter jika dikenakan pada benda kerja yang telah dicekam maka akan terjadi gesekan/tabrakan sehingga akan menghasilkan pemotongan pada bagian benda kerja, hal ini dapat terjadi karena material penyusun cutter mempunyai kekerasan diatas kekerasan benda kerja.
D. PRINSIP PEMAKANAN MESIN FRAIS a. Frais Naik (up milling) Frais naik biasanya disebut frais konvensional (conventional milling). Gerak dari putaran pisau berlawanan arah terhadap gerak makan meja Mesin Frais. Sebagai contoh, pada proses frais naik apabila pisau berputar searah jarum jam, benda kerja disayat ke arah kanan. Penampang melintang bentuk beram (chips) untuk proses frais naik adalah seperti koma diawali dengan ketebalan minimal kemudian menebal. Proses frais ini sesuai untuk Mesin Frais konvensional/manual, karena pada mesin konvensional backlash ulir transportirnya relatif besar dan tidak dilengkapi backlash compensation. a) Kelebihan -
Pisau menyayat benda kerja mulai dari tipis ke tebal agar pisaunya lebih awet.
-
Geram – geram yang terlempar ke bagian benda kerja yang belum di frais agar hasil lebih halus dan tidak memerlukan pengerjaan tambahan. a) Kekurangan
-
Akan menimbulkan getaran yang membuat kebisingan.
-
Hanya memproduksi dalam skala kecil.
-
Permukaan benda keras sehingga menurunkan kualitas produk.
b. Frais Turun (down milling) Proses frais turun dinamakan juga climb milling. Arah dari putaran pisau sama dengan arah gerak makan meja Mesin Frais. Penampang melintang bentuk beram (chips) untuk proses frais naik adalah seperti koma diawali dengan ketebalan maksimal kemudian menipis. Proses frais ini sesuai untuk Mesin Frais CNC, karena pada mesin CNC gerakan meja dipandu oleh ulir dari bola baja, dan 6
dilengkapi backlash compensation. Untuk Mesin Frais konvensional tidak direkomendasikan melaksanakan proses frais turun, karena meja Mesin Frais akan tertekan dan ditarik oleh pisau. Proses pemesinan dengan Mesin Frais merupakan proses penyayatan benda kerja yang sangat efektif, karena pisau frais memiliki sisi potong jamak. Apabila dibandingkan dengan pisau bubut, maka pisau frais analog dengan beberapa buah pisau bubut. Pisau frais dapat melakukan penyayatan berbagai bentuk benda kerja, sesuai dengan pisau yang digunakan. Proses meratakan bidang, membuat alur lebar sampai dengan membentuk alur tipis bisa dilakukan oleh pisau frais. a) Kelebihan -
Arah sayatan ke bawah dan adanya meja yang menekan serta lontaran yang searah menyebabkan getaran yang terjadi lebih kecil.
-
Getaran yang terjadi kecil agar gaya hantaran yang menahan diberikan lebih besar agar pengerjaan lebih cepat dan hasil produksi lebih besar. b) Kekurangan
-
Pisau sayat benda kerja dimulai dari tebal sampai tipis sehingga pisau
kurang -
awet
selain
itu
daya
yang
dibutuhkan
besar.
Geram terlempar ke daerah benda kerja yang di suruh di frais sehingga
hasilnya kasar dan menentukan pengerjaan tambahan. E. DASAR PENGERJAAN FRAIS a. Permukaan Rata Proses pemakanan mesin frais yang dimaksutkan agar membuat permukaan benda kerja menjadi rata. Pengerjaan ini menggunakan pisau frais jenis spiral atau mantel. b. Muka Bersudut Proses pemakanan pada mesin frais yang dimaksutkan agar membuat benda kerja mempunyai sudut yang diinginkan. Pengerjaan ini menggunakan pisau frais jenis radius. c. Alur
7
Proses pemakanan ini dimaksutkan agar benda kerja mempunyai bentuk alur yang diinginkan. Dalam pengerjaannya, pisau frais menyesuaikan sesuai dengan bentuk alur yang diinginkan. d. Roda Gigi Dalam pembuatan roda gigi, dapat menggunakan 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 engkol diputar sebanyak 40 kali. Kepala pembagi ini berfungsi untuk membuat pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang tadi dalam satu pemakaian. Macam kepala pembagi ada 4 yakni : pembagian langsung, pembagian sudut, pembagian sederhana, dan pembagian differensial. F. PERHITUNGAN PENGERJAAN a. Kecepatan Potong Untuk menghitung kecepatan potong dari mesin frais, dapat menggunakan rumus : V=
1000
Dengan keterangan : -
V= kecepatan potong (m/menit)
-
D= diameter pisau frais (mm)
-
n= putaran spindel (rpm)
b. Gaya Pemotongan Untuk menghitung gaya pemotongan dari mesin frais saat dilakukan proses pemakanan, dapat digunakan rumus : Pz = k.t.sm (N) Dengan keterangan : -
Pz : gaya pemotongan (kg)
-
k : konstanta bahan (kg/mm2)
-
S : feed motion (mm/rev)
-
m : eksponensial
c. Momen Torsi 8
Untuk menghitung momen torsi yang dihasilkan mesin frais, dapat digunakan rumus :
Mt =
Dengan keterangan : -
Mt : momen torsi (kg.m)
-
Pz : gaya pemotongan (kg)
-
D : diameter cutter (mm)
d. Daya Pemotongan Untuk menghitung daya pemotongan yang dihasilkan oleh mesin frais, dapat digunakan rumus :
Nc = Dengan keterangan : - Nc = daya pemotongan ( watt) -
Mt = momen torsi (kg .m)
- N = putaran mesin (rpm) e. Waktu Pemotongan Untuk menghitung waktu pemotongan dari mesin frais, dapat menggunakan rumus :
T= Dengan keterangan :
9
-
T = waktu pemotongan ( menit)
-
L= panjang benda kerja
-
d= kedalaman pemotongan
PENUTUP
Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungann ya dengan judul makalah ini. Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di kesempatan – kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.
10
DAFTAR PUSTAKA
http://teknik-manufaktur.blogspot.com/2012/03/mesin-milling-adalah-suatu-mesin.html http://jimmy-ilmutakakanhabis.blogspot.com/2012/02/mesin-frais.html http://perspektif-biru.blogspot.com/2009/11/mempelajari-cara-kerja-mesin-frais-atau.html http://mechanicalprovider.blogspot.com/2011/05/mesin-frais.html http://iwansugiyarto.blogspot.com/2012/07/mesin-frais-milling.html http://machine-2014.blogspot.com/2012/03/definisi-mesin-frais.html
11
PERTANYAAN PRESENTASI MESIN MILLING DAN JAWABANNYA
PERTANYAAN
(vidi) fungsi dari 3 ragum dan perbedaannya
(zulfi) bagaimana menyetel kecepatan putaran spindel dan jelaskan perbedaan setiap tingkat sabuk
(wahyu) pemilihan jenis pahat, jika dilihat dari bahan benda kerja
(faisal) rumus dari pembuatan roda gigi dari kepala pembagi (sisi 7)
(iqbal) bagaiman agar posisi benda kerja bisa pas..
(pak Zainal) jelaskan asal mula angka 974000 dari rumus Daya Pemotongan
1. vidi- jelaskan fungsi dari 3 ragum pada mesin frais dan sebutkan perbedaannya !
jawab : a) ragum biasa/lurus
-fungsi : Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang bentuknya sederhana dan biasanya hanya digunakan untuk mengefrais bidang datar saja. -perbedaan
: Ragum jenis ini tidak dilengkapi pengatur sudut horizontal maupun vertical.
b) ragum berputar/sudut
-fungsi : Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang harus membentuk sudut terhadap spindel.
12
-perbedaan
: Ragum ini sama dengan ragum lurus/biasa, hanya saja dibawahnya
ditambahkan pengatur sudut sehingga ragum ini dapat diputar hingga 360 o pada arah horizontal.
c) Ragum universal
-
fungsi
: membuat berbagai macam benda kerja yang membutuhkan putaran sudut
pada ragum dengan arah horizontal maupun vertical. -
perbedaan : Ragum ini selain dilengkapi dengan pengatur sudut horizontal, juga dilengkapi pengatur sudut vertikal. Dengan kelengkapan seperti ini, ragum dapat diputar hingga 360o pada arah horizontal dan 90 o pada arah vertikal.
2. Zulfi- bagaimana cara mengatur kecepatan putaran spindel pada mesin frais dan jelaskan perbedaan pada setiap tingkat sabuknya. Jawab : Untuk menentukan kecepatan putaran spindle, menggunakan rumus:
=
πdn
Dari rumus ini didapatkan persamaan untuk menghitung putaran spindle yaitu
=
.v πd
yang mana :
v = kecepatan potong (m/menit) yang dapat ditentukan dari table westerman d= diameter cutter (mm) n= putaran spindle (rpm) Putaran spindle ini dapat dipilih dengan mengatur tuas transmisi yang terdapat pada badan mesin milling. Untuk jenis mesin frais yang menggunakan pully bertingkat pada transmisinya, pemilihan putaran spindle diatur dengan mengubah posisi sabuk. Biasanya pada cover transmisi pully terdapat table yang berisi keterangan rpm yang akan dihasilkan pada setiap tingkat pully. 3. ( Wahyu) bagaimana cara menentukan jenis pahat, jika dilihat dari jenis bahan benda kerjanya. 13
Jenis pahat yang digunakan pada proses kerja, lebih difungsikan untuk mengetahui kecepatan potong yang akan digunakan sesuai dengan tabel westerman. Misalnya untuk bahan ST 37 jika akan memotong dengan feed motion 0.4mm dengan bahan potong dari HSS maka kecepatan potongnya 45m/menit. Sedangkan jika menggunakan bahan potong dari TCT maka kecepatan potongnya 200m/menit. Dan selanjutnya dengan data kecepatan potong ini, digunakan untuk menentukan kecepatan putaran mesin.
4. (Faishal) bagaimana cara membuat roda gigi lurus 7 sisi dengan menggunakan kepala pembagi. Dengan menggunakan kepala pembagi yang mempunyai gigi reduksi 1 : 40 dan ideks plate 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15., maka didapatkan perhitungan :
4 7
= 57
jadi untuk memutar benda agar bergerak dari sisi pertama ke sisi kedua, harus memutar roda gigi cacing 5 putaran penuh dan 5 titik pada indeks plate 7. 5. (Iqbal). Bagaimana cara men set up benda kerja pada ragum mesin milling agar didapatkan benda kerja yang lurus terhadap cutter. Hal ini bisa dilakukan dengan menggunakan pahat bubut yang lurus sebagai landasan benda kerja. Selain itu juga dapat memanfaatkan penyiku guna memastikan bahwa posisi sisi yang akan dipotong tegak lurus terhadap bidang landasan. Sehingga diperoleh posisi yang lurus terhadap cuuter
14
6. ( pak Zainal ) jelaskan asal mula angka 974000 dari rumus Daya Pemotongan
Rumus Daya Pemotongan :
.
= 974 Yang mana : Nc = daya pemotongan (kwatt) Mt = momen torsi (kg .mm) n = putaran mesin (rpm)
Dari rumus tersebut jika dilihat dimensi variable-variabelnya maka :
. .
= 1000 =
. . 2 1000 .60
1000 . . .6,28 = 60000 1000 . . .6,28 = 60000 .² ³
..,47 agar dimensi ruas kanan dan ruas kiri sama, maka ruas kanan dikalikan dengan yang merupakan dimensi gravitasi bumi. (dalam dunia ²
=
teknik, biasanya gravitasi tidak dimasukkan kedalam rumus, karena nilai gravitasi pada ruang kerja umumnya relative sama, sehingga biasanya nilai gravitasi dimasukkan ke konstanta untuk memudahkan penghitungan)
.² ³ 15
=
..,47 9, . ²
.² ³
16
=
.².,7 ³
.² ³
=
.².,7 ³
.² ³
=
.² .² atau 973994 ³ 974 ³
