LAPORAN PRAKTIKUM PROSES MANUFAKTUR I MODUL PM-04 PROSES FREIS
Oleh: Kelompok 13 Anggota: Moch. Yusuf Bachtiar (13111073) Dini Adilah Prabowo (13111075) Yosafat Try Fajar (13111078) Hans Agustino (13111081) Yaumil Ichsan (13111096)
Tanggal Praktikum: 6 November 2013 Tanggal Penyerahan Laporan: 11 November 2013 Nama Asisten : Gerry Hamoraon
LABORATORIUM DASAR TEKNIK PRODUKSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung 2013
0|P r o ses Fr eis
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Praktikum Berbagai komponen mesin membutuhkan tingkat kehalusan tertentu pada permukaannya, dan untuk melakukan penghalusan ini mesin freis lah yang memegang peran penting. Selain itu mesin freis juga masih dapat melakukan proses lain seperti pembuatan alur, pembuatan roda gigi, pembuatan lubang, dan, pada praktikum ini, pembuatan kontur pada permukaan untuk benda kerja berupa ulir. Mesin freis dipilih karena, dengan pembagi langsung, dapat dengan akurat membuat sejumlah segi tertentu secara simetris untuk permukaan suatu komponen. B. Tujuan Praktikum
1. Mengetahui konstruksi, cara kerja, dan pengoperasian mesin freis serta aspek 2. 3. 4. 5.
keselamatan kerja. Mengetahui proses apa saja yang dapat dikerjakan dengan mesin freis. Mampu memilih jenis pahat yang akan digunakan untuk membuat produk dengan proses tertentu. Mengetahui cara penggunaan alat bantu yang diperlukan dalam proses freis. Mengetahui parameter proses pada proses freis dan cara menentukan parameter tersebut pada mesin freis.
1|P r o ses Fr eis
BAB II TEORI DASAR Miling adalah proses cutting conventional dengan menggunakan mesin milling, dihasilkan suatu permukaan yang rata atau bentuk-bentuk lain yang spesifik (profil, radius, silindris, dll.) dengan ukuran dan kualitas tertentu dan menyisakan geram. Prinsip dasar milling adalah proses pemotongan benda kerja yang diam pada alat pencekam dan ditaruh pada meja yang bergerak menuju alat potong yang berputar. 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 milling. Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem utama mesin milling yang bertugas untuk memegang dan memutar alat potong hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan. Gerakan pemotongan pada alat potong (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. Berikut ini tiga gerakan utama yang terdapat pada milling: 1. Gerakan pemotongan; gerakan berputarnya alat potong pada spindel utama 2. Gerakan pemakanan (feeding); gerakan benda kerja sepanjang ukuran yang akan dipotong dan digerakkan mendatar searah gerakan yang dipunyai oleh meja pada waktu proses pemotongan. 3. Gerakan penyetelan (setting); gerakan mendekatkan benda kerja pada alat potong. Berfungsi untuk mengatur posisi pemakanan, kedalaman pemakanan (depth of cut), dan pengembalian, serta memungkinkan benda kerja masuk ke dalam sisi potong cutter. Berikut ini adalah macam pemotongan pada milling: 1. Pemotongan face cutting. Pemotongan benda kerja dimana sebagian besar pemotongan menggunakan sisi potong bagian depan (face) dari cutter. Sumbu dari alat potongnya tegak lurus dengan bidang dari benda kerja yang akan dikerjakan. Beberapa contoh pemotongan face cutting antara lain: a. Conventional face milling d. Profile milling b. Partial face milling e. Pocket milling c. End milling f. Surface countouring 2. Pemotongan side cutting Pemotongan dengan menggunakan sekeliling sisi potong bagian samping (side) dari cutter. Ini juga sering disebut plain millling. Sumbu dari alat potongnya paralel dengan bidang dari benda kerja yang dikerjakan. Beberapa contoh pemotongan side cutting antara lain: a. Slab milling d. Straddle milling b. Slotting e. Form milling c. Side milling Sementara berdasarkan arah putaran cutter dibedakan menjadi: 1. Pemotongan climbing (down milling); pemotongan benda kerja dengan arah putaran cutter searah dengan arah gerakan pemakanan benda kerja (feeding). 2|P r o ses Fr eis
2.
Pemotongan conventional (up milling); pemotongan benda kerja dengan arah putaran cutter berlawanan arah dengan arah gerakan pemakanan benda kerja (feeding).
Berikut ini adalah perbedaan down milling dengan up milling: Aspek Down milling Gaya potong (posisi horizontal) Gaya tekan ke bawah Geram Lebih pendek dan semakin tipis selama prosesnya Umur alat potong Lebih lama Penggunaan Baik untuk milling CNC
Up milling Gaya tekan ke atas Lebih panjang dan semakin tebal selama prosesnya Lebih singkat Baik untuk milling manual
Mesin freis yang digunakan dalam proses pemesinan ada tiga jenis, yaitu: 1. Column and knee milling machines Dibuat dalam bentuk mesin freis vertikal dan horisontal. Kelebihan: kemampuan melakukan berbagai jenis pemesinan. Kekurangan: kekakuan dan kekuatan penyayatannya kurang baik.
2.
3.
Bed type milling machines Kelebihan: memiliki produktivitas yang lebih tinggi dari pada jenis mesin pertama. Kekurangan: kekakuan mesin yang baik, serta tenaga mesin yang biasanya relatif besar. Special purposes Kelebihan: mampu mengerjakan satu jenis penyayatan dengan produktivitas/duplikasi yang sangat tinggi.
Berikut ini adalah bagian-bagian mesin freis: 1. Spindel utama: tempat untuk mencekam alat potong. 2. Meja (table): tempat untuk clamping device atau benda kerja. 3. Motor drive: berfungsi menggerakkan bagian-bagian mesin yang lain seperti spindel utama, meja (feeding) dan pendingin (cooling). 4. Tranmisi: menghubungkan motor penggerak dengan yang digerakkan. 5. Knee: menopang, menahan meja mesin di mana terdapat transmisi gerakan pemakanan (feeding). 6. Tiang (column): badan dari mesin, empat menempelnya bagian-bagian mesin yang lain. 7. Dasar (base): bagian bawah dari mesi, yang menopang badan atau tiang, tempat cairan pendingin. 8. Control: pengatur dari bagian-bagian mesin yang bergerak. 3|P r o ses Fr eis
Berikut ini adalah jenis pahat pada mesin freis: 1. End mill 2. Slot drill 3. Roughing endmill 4. Ballnose mill 5. Slab mill
6. 7. 8. 9.
Berikut ini adalah kegunaan mesin freis: 1. Pembuatan alur 2. Pembuatan slot 3. Pembuatan roda gigi
Pisau permukaan dan samping Pemotong gigi berbentuk involute Hobbing Face mill
4. Pembuatan lubang 5. Pembuatan kontur pada permukaan 6 . Penghalusan permukaan
Elemen dasar proses freis hampir sama dengan elemen dasar proses bubut. Elemen diturunkan berdasarkan rumus dan gambar berikut: n
n
vf
a
lv
a
vf
w
lv
lw
w
lw ln
ln
Keterangan: Benda kerja: w : lebar pemotonga; mm lw : panjang pemotongan; mm lt : lv+lw+ln; mm a : kedalaman potong; mm Mesin freis: n : putaran poros utama; rpm vf : kecepatan makan; mm/putaran 1) Kecepatan potong:
3) Waktu pemotongan
=
,( / ) 1000 2) Gerak makan per gigi =
,(
/
Pahat freis: d : diameter luar; mm z : jumlah gigi (mata potong) χr : sudut potong utama (90o untuk pahat freis selubung)
)
=
,(
)
4) Kecepatan penghasilan geram =
1000
,(
/
)
Kepala pembagi Pada mesin frais selain mengerjakan pekerjaan-pekerjaan rata, menyudut, membelok, mengalur dan sebagainya, dapat pula mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang atau bersudut-sudut. Kepala pembagi berfungsi untuk membuat bagian pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang tadi dalam sekali pencekaman. Dalam 4|P r o ses Fr eis
pelaksanaannya, operasi tersebut diatas ada 4 cara pembagian yang merupakan tingkatan, yaitu: 1. Pembagi langsung (direct indexing) 2. Pembagi sederhana (simple indexing) 3. Pembagi sudut (angel indexing) 4. Pembagi diferensial (differensial indexing) Cara kerja kepala pembagi adalah sebagai berikut: Pada kepala pembagi ini terpasang worm gear dan worm shaft. Apabila worm shaft diputar 1 putaran, maka worm gear akan berputar 1/40 putaran dan ada juga 1/80 putaran. Untuk mengatur pembagian-pembagian tersebut, dilengkapi dengan plat pembagi (diving plat). Untuk memegang benda kerja dan alat-alat bantu lainnya dilengkapi dengan chuck dan kepala lepas (tail stock). Untuk membuat segi banyak beraturan atau membuat roda gigi, dapat menggunakan ramus sebagai berikut: = dengan n: putaran worm shaft N: karakteristik kepala pembagi Z: jumlah alur atau gigi yang akan dibuat Plat pembagi dilengkapi dengan lubang-lubang pembagi dengan jumlah lubang masing-masing antara lain: 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 24, 27, 29, 31, 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49
5|P r o ses Fr eis
BAB III HASIL PENGAMATAN Nama plate mesin freis Merk mesin Tegangan Putaran maksimum Buatan negara Tahun pembuatan Material pahat dan benda kerja Silinder Balok roda gigi Pahat freis muka Pahat freis selubung Pahat feis roda gigi
Kunzmann Volt Rpm Jerman 1978
Baja Tidak digunakan Tidak digunakan Tidak digunakan
Gambar hasil freis saat praktikum
6|P r o ses Fr eis
BAB IV ANALISIS Oleh: Moch. Yusuf Bachtiar (13111073) Gerak makan adalah gerakan yang memperluas bidang pemotongan. Pada proses freis, yang merupakan gerak makan adalah gerakan dari benda kerja itu. Sedangkan gerak potong adalah gerakan yang memungkinkan terjadinya pemotongan. Pada proses freis, gerak potongnya adalah gerakan pahat yang berputar. Pada proses freis terdapat proses freis naik dan freis turun. Freis naik geraknya berlawanan dengan kecepatan makan benda kerja, sedangkan freis turun searah dengan kecepatan makan benda kerja. Karena pada freis naik geraknya berlawanan dengan gerak makan, maka diperlukan gaya yang melawan gerak tersebut. Sehingga, mata pahatnya cepat aus.
Up milling
Down milling
Benda kerja yang diproses menggunakan up milling/freis naik akan menghasilkan permukaan yang lebih kasar daripada down milling/freis turun karena geram yang dihasilkannya lebih panjang. Sedangkan dengan down milling panjang geramnya lebih pendek sehingga permukaannya lebih halus. Selain itu pada proses freis turun getaran yang dihasilkan lebih besar dibandingkan dengan proses freis naik. Ha semacam ini terjadi karena adanya back-lash. Efek backlash ini terjadi karena arah gerak mata pahat yang seharusnya searah dengan gerak meja, berubah menjadi berlawanan arah. Sehingga menyebabkan benturan antara gerak makan dan gerak potong pada suatu jedah kosong. Sehingga bentuk permukaan yang dihasilkan benda kerja tidak bagus melainkan tak beraturan. Karena timbul gesekan yang lebih besar. Maka dari itu, agar mendapatkan hasil yang baik diperlukan sistem back-lash kompensator yang baik. Sehingga permukaan yang dihasilkan tetap halus. Pada praktikum ini digunakan down milling /freis turun dengan mesin freis vertikal. Dan sebelum praktikum dimulai harus ada pengaturan kepala pembagi langsung. Yaitu agar bentuka yang dihasilkan nanti sesuai kehendak kita. Aturan yang dipakai adalah kita membutuhkan pengulangan potongan sampai 6 slot. Karena jumlah slot maksimum adalah 24 jadi setiap sisi kita memutar kepala pembagi langsung tersebut sebanyak 4 slot. Tujuan dari pemilihan proses freis turun adalah agar produk yang dihasilkan akan lebih halus. Namun pada kenyataannya permukaan tidak begitu halus, karena pada saat kita melakukannya kita tidak bisa mengetahui proses yang digunakan adalah freis naik atau turun. Karena jika dilihat dari sudut pandang berbeda, dari sisi kanan proses yang digunakan adalah 7|P r o ses Fr eis
down milling namun dari sisi kiri terlihat seperti proses up milling. Tetapi tujuan percobaan sudah tercapai karena untuk meratakan permukaan. Untuk mencegah terjadinya gesekan dan untuk meredam panas yang timbul maka digunakan coolant (cairan pendingin). Cairan pendingin mempunyai kegunaan yang khusus dalam proses pemesinan. Selain untuk memperpanjang umur pahat, cairan pendingin dalam beberapa kasus mampu menurunkan gaya potong dan memperhalus permukaan produi hasil pemesinan. Selain itu juga cairan pendingin Gambar Kontur permukaan berfungsi sebagai pembersih/ pembawa gram serta melindungi benda kerja dan mesin dari korosi. Namun pada praktikum ini mesin freis yang digunakan, coolant sudah tidak berfungsi karena mesin yang dipakai sudah terlalu lama. Jadi saat praktikum timbul gesekan yang besar yang menyebabkan getaran yang besar pada mesin saat proses bekerja. *** Oleh: Dini Adilah Prabowo (13111075) Pada praktikum ini praktikan membuat kepala ulir berbentuk segi enam. Proses ini dilakukan dengan bantuan pembagi langsung, yang berguna untuk tepat memposisikan segi enam tersebut agar simetris. Mesin yang digunakan adalah mesin column and knee horizontal. Tahap yang dilakukan: Dengan melihat gambar teknik dihitung berapa kedalaman pemotongan benda kerja, dan didapat harga 4,6 mm kedalaman untuk tiap sisi. Setting dilakukan dengan mencekam pahat face mill dan mencekam benda kerja di tempat masing-masing, dan benda kerja diatur pada posisi yang tepat akan terkikis pahat (posisi 0 mm). Proses centering sebelumnya dilakukan pada ujung benda kerja untuk memudahkkan pencekaman benda kerja. Dengan 24 slot tersedia pada pembagi langsung dan ada enam sisi yang harus dikerjakan, maka tiap sisi akan dikerjakan setiap pemutaran: 24 = =4 ℎ 6 maka pengerjaan dilakukan setiap 4 slot, yaitu pada slot ke-0, 4, 8, 12, 16, 20 dan untuk pengerjaan berikutnya kembali dimulai pada slot ke-0 Setiap pengerjaan yang dimulai dari slot ke-0 mesin diatur agar meja yang mencekam benda kerja naik sebesar 1 mm. Maka untuk 4,6 mm dibutuhkan 5 kali pengerjaan pada posisi: 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, dan 4,6 mm. Hal yang terjadi ketika pengerjaan freis dan analisisnya: Bentuk permukaan yang dihasilkan (pada gambar di samping) terjadi akibat pergerakan benda kerja maju-mundur membuat pahat yang mengikis benda kerja berbeda posisi. Terjadi getaran pada beberapa proses, yang diamati ternyata terjadi akibat pencekaman yang menjadi longgar setiap setelah pengikisan benda kerja oleh pahat. 8|P r o ses Fr eis
Pemotongan terkadang tidak sampai ujung benda kerja seperti yang diinginkan, yang terjadi akibat setting 0 yang kurang tepat sehingga paht tidak bisa mengikis seluruh bagian yang diinginkan, atau akibat terjadinya backlash. Gerak makan adalah gerak maju-mundur benda kerja menuju pahat, karena saat ini lah bidang pemotongan meluas. Gerak potong adalah gerak berputar pahat mengikis permukaan benda kerja, karena saat ini lah dihasilkan geram. Geram yang dihasilkan diskontinu dan cenderung tebal. ***
Oleh: Yosafat Try Fajar (13111078) Pada proses freis terdapat dua jenis proses berdasarkan dari gerak makannya yaitu up milling dan down milling. Pada proses up milling gerak makannya (translasi) yang dilakukan oleh benda kerja berlawanan arah dengan gerak potong (rotasi) tangensialnya yang dilakukan oleh pahat. Sedangkan pada proses down milling, arah gerak makannya searah dengan arah gerak potong tangensialnya. Kedua proses tentunya memberikan dampak yang berbeda bagi benda kerja maupun pahat.
up milling
down milling
Pada proses up milling, gerak makan dan gerak potong dilakukan dengan arah yang berlawanan sehingga gaya yang dibutuhkan selama pemotongan akan lebih besar sedangkan waktu pemotongannya cenderung lebih cepat. Geram yang dihasilkan pada proses up milling ini lebih tebal dan permukaan benda kerja yang lebih rata. Proses ini juga, mengakibatkan pahat lebih cepat aus. Pada proses down milling, gerak makan searah dengan gerak potong tangensial. Pada saat pahat melakukan gerak potong, pahat akan memberikan tekanan pada benda kerja sehingga memungkinkan terjadinya backlash. Hal ini akan mengakibatkan permukaan benda kerja yang lebih kasar (tidak rata). Pahat yang digunakan pada proses down milling akan lebih tahan terhadap aus. Proses pengerjaan yang dilakukan pada praktikum ini adalah membuat kepala ulir tracker berbentuk segi enam dengan menggunakan mesin freis vertikal. Proses freis yang dipakai adalah adalah kombinasi antara up milling dan down milling. Artinya tiap mata pahat mengalami up milling dan down milling secara bergantian dalam tiap pemotongan. Pada permukan benda kerja yang dihasilkan terdapat alur alur berupa setengah lingkaran. Diameter alur awalnya kecil kemudian semakin besar searah gerak makan oleh benda kerja. Hal ini disebabkan oleh mata pahat freis vertical tersebut memotong permukaan benda kerja sebelah atas dengan arah gerakan rotasi (face milling). Jarak antara tiap alur alur ditentukan oleh kecepatan gerak makannya. Hal lain yang mungkin menyebabkan hal ini adalah mata 9|P r o ses Fr eis
pahat yang sudah aus dan mesin yang sudah tua sehingga kepresisian pemotongannya menurun. Pada benda kerja juga ditemukan cacat lain berupa bagian samping yang tidak terpotong dengan rata. Hal ini mungkin diakibatkan kesalahan pada saat penentuan koordinat awal karena hal ini memerlukan ketelitian yang tinggi. Penyebab lainnya mungkin adalah kondisi mesin freis yang sudah tua sehingga sering mengalami backlash. Selama proses pengerjaan freis, juga terdapat gangguan yang terjadi berupa getaran. Getaran yang terjadi mungkin disebabkan oleh putaran mesin yang mengakibatkan gaya eksitasi secara periodic dan harmonik dengan frekuensi tertentu. Frekuensi yang terjadi tersebut mungkin mendekati frekuensi pribadi mesin freis sehingga getaran yang dihasilkan cukup besar. *** Oleh: Hans Agustino (13111081) Pada praktikum proses frais, praktikan akan membuat head berbentuk segi 6. Proses dilakukan secara bertahap yaitu dimulai dari kedalaman yang dangkal dan diteruskan semakin dalam, seperti pada praktikum kemarin yaitu dengan kelipatan 1mm hingga kedalaman proses frais yang dikehendaki, yaitu 4.6mm di setiap sisi dari 6 sisi yang hendak dibuat dari sebuah silinder pejal. Kedalaman proses frais yang bertahap penting agar kerja mesin tidak terlalu berat dan pahat juga akan lebih awet. Sebelum semua proses frais dilakukan, ada 1 hal yang penting untuk dilakukan terlebih dahulu, yaitu untuk melakukan sedikit centering pada ujung benda kerja, berguna untuk memegang kokoh benda kerja saat dilakukan proses frais, jadi kedua ujung benda kerja terpegang kokoh, mengeliminir terjadinya bending benda kerja secara berlebihan. Pembagian 6 sisinya menggunakan pembagi langsung yang jauh lebih mudah dibandingkan dengan menggunakan dividing head, karena kita tidak perlu selalu menghitung jumlah lubang yang banyak tersebut. Pada pembagi langsung ada 24 slot yang tersedia, jadi untuk membagi ke 6 sisi secara tepat, digunakan kelipatan 4, jadi 0,4,8,12,16,20 dan kembali ke posisi 0 kembali. Meskipun sudah dilakukan secara bertahap dan sisi demi sisi, terkadang sering terjadi getaran pada mesin saat mendekati posisi akhir dari proses frais. Hal ini mungkin terjadi akibat adanya penumpukan material layaknya strain hardening ke bagian akhir dari benda kerja yang sedang di frais, karena proses frais gerak makannya bergerak misalkan dari posisi x ke y, dan saat mendekati posisi y itu, terdapat material yang telah tergeser oleh pemotongan dan juga terjadi regangan yang menyebabkan material semakin keras. Di samping itu, sebenarnya ada temperatur benda kerja dan pahat yang meningkat akibat gesekan diantara keduanya, temperatur yang tinggi ini sebenarnya dapat mengimbangi kekerasan material di atas. Saat temperatur kerja meningkat atau cukup tinggi maka dapat didapatkan pelunakan benda kerja, dan itu dapat mengimbangi kekerasan material yang ada sehingga terkadang juga tidak terjadi getaran. *** Oleh: Yaumil Ichsan (13111096) 10 | P r o s e s F r e i s
Pada percobaan modul 4 ini, kami melakukan proses milling atau biasa juga disebut dengan freis. Sebagaimana telah disebutkan pada teori dasar bahwa terdapat dua jenis mesin freis yang biasa digunakan di industri yaitu mesin freis vertikal dan mesin freis horizontal. Pada praktikum ini kami menggunakan jenis mesin freis vertikal. Berdasarkan gambar teknik maka terdapat satu macam produk yang dapat kita buat dengan mesin freis yaitu bagian kepala tracker yang berbentuk segi enam. Karena berbentuk segienam maka pembuatan kepala tracker ini dapat menggunakan metode pembagian langsung. Dengan memutar pembagi langsung pada jarak empat skala menghasilkan bentuk segienam. Pada praktiknya, saat melakukan freis kedalaman diatur secara bertahap tidak serta merta menjadi 3,65 mm sesuai pada gambar teknik. Hal ini bertujuan agar kerja pahat freis tidak terlalu berat sehingga pahat freis akan lebih awet karena tegangan yang diberikan pahat pada benda kerja lebih kecil jika dibandingkan dengan pahat harus memotong dengan kedalaman yang lebih. Pengaturan kecepatan putar pahat juga berpengaruh terhadap hasil permukaan pada benda kerja. Semakin cepat putaran pahat maka permukaan pada benda kerja hasil freis semakin halus. Akan tetapi yang perlu diperhatikan adalah besarnya kecepatan harus disesuaikan dengan material benda kerja, jika benda kerja memiliki keuletan yang relatif tinggi sebaiknya dimulai dengan kecepatan pahat rendah agar getaran pada pahat tidak terlalu besar. Pada benda kerja kelompok kami terlihat adanya sisa material, ini terjadi karena pemotongan oleh pahat freis yang tidak sempurna. Penyebabnya adalah adanya getaran yang cukup besar saat pahat berputar dan juga pahat yang mulai aus sehingga gerak potong pahat tidak merata ke seluruh permukaan benda kerja. Proses freis yang kami gunakan adalah freis naik dimana arah kecepatan tangensial pada pahat berlawanan arah dengan gerak makan meja. Yang terjadi pada benda kerja adalah permukaan benda kerja lebih halus dibandingkan dengan freis turun namun kekurangannya adalah pahat semakin cepat aus.
11 | P r o s e s F r e i s
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Cara kerja mesin freis: - Pemasangan dan pencekaman pahat pada spindle - Pemasangan dan pencekaman benda kerja pada table - Setting posisi 0 benda kerja terhadap pahat - Gunakan pembagi langsung untuk membentuk sisi pada benda kerja (jika diperlukan, seperti dilakukan pada praktikum ini): - Tentukan pada tiap berapa putaran akan dilakukan proses freis dengan menghitungya: -
- Lakukan pengerjaan setiap n putaran (hasil yang didapat di atas). Proses dilakukan bertahap sesuai kebutuhan (pada praktikum ini dilakukan tiap kedalaman pemotongan 1 mm.
Proses yang dapat dilakukan dengan mesin freis: - Pembuatan alur - Pembuatan roda gigi - Pembuatan lubang - Pembuatan kontur pada permukaan - Penghalusan permukaan
Jenis pahat yang digunakan: pahat centering dan pahat face mill
B. Saran Selama proses pembuatan segi enam pada kepala ulir ini perlu diingat untuk selalu mengencangkan pencekam benda kerja setiap setelah satu pemotongan dilakukan, karena nampaknya pencekaman menjadi kurang baik, dan ini bisa jadi akibat dari usia mesin freis yang sudah tua. Perhatikan juga kecepatan putar pahat yang harus disesuaikan dengan sifat material benda kerja (kekerasan dan kekuatan).
12 | P r o s e s F r e i s
DAFTAR PUSTAKA doddiy.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/27226/Mesin+Frais.pdf (diakses: 8 November 2013) http://an-tika.blogspot.com/2012/02/jenis-jenis-pisau-mesin-frais.html (diakses: 8 November 2013) http://romadhonssite.blogspot.com/2009/04/mesin-frais.html (diakses: 8 November 2013) http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/(PPt)%20Materi%203.%20Proses%20Kerja%20Freis %20(Milling).pdf (diakses: 5 November 2013)
13 | P r o s e s F r e i s
LAMPIRAN A. Tugas Setelah Praktikum 1.
Jelaskan mengenai proses freis naik dan freis turun! Apa kelebihan dan kekurangan pada setiap proses tersebut? Pada proses freis terdapat up milling dan down milling. Pada up milling arah gerak makannya berlawanan dengan arah gerak potong tangensialnya. Sedangkan pada down milling, arah gerak makannya searah dengan arah gerak potong tangensialnya.
Up milling
Down milling
Pada up milling dihasilkan geram yang tipis terlebih dahulu baru geram yang tebal. Sebaliknya pada down milling dihasilkan geram yang tebal dahulu baru geram yang tipis. Hal ini akan berpengaruh pada permukaan benda kerja. Benda kerja yang diproses menggunakan up milling akan menghasilkan permukaan yang lebih kasar daripada down milling karena geram yang dihasilkannya pun lebih panjang berbeda dengan down milling yang panjang geramnya lebih pendek sehingga permukaannya lebih halus. Jika dilihat dari getaran yang dihasilkan, down milling akan menghasilkan getaran yang lebih besar. Getaran ini terjadi terutama disebabkan oleh adanya backlash. Efek backlash ini terjadi karena arah gerak mata pahat searah dengan gerak meja, sedangkan gerak meja berlawanan dengan gerak penggerak yang ada di bawah meja. Di antara meja dan penggerak terdapat ruang kosong, ruang kosong ini yang menyebabkan adanya benturan antara meja dan penggerak. Jika pada freis naik gerak meja dan penggerak menjadi searah sehingga tidak terjadi benturan meskipun terdapat ruang kosong tersebut. Dilihat dari umur pahat maka pahat yang dipergunakan pada proses down milling akan berumur lebih panjang daripada pahat pada proses up milling. Hal ini disebabkan karena gesekan yang dialami oleh pahat pada mesin up milling lebih banyak (geram yang dihasilkan lebih panjang). 2.
Gambarkan pahat-pahat yang digunakan pada paktikum ini! Pahat centering untuk melubangi ujung benda berguna untuk pencekaman benda kerja.
14 | P r o s e s F r e i s
Pahat freis yang digunakan adalah plain milling cutter atau hellical milling cutter yang berguna untuk meratakan benda kerja, ukuran besar dan kecil digunakan untuk benda kerja dan kebutuhan yang berbeda. 3.
Jelaskan cara pemasangan ragum dan benda kerja pada mesin freis! Jenis jenis ragum pada mesin freis yaitu ragum biasa/tetap, ragum yang dapat diputar, dan ragum universal. Alat bantu yang digunakan adalah balok klem, balok penahan, mur/baut pengunci. Untuk benda kerja berupa balok digunakan blok paralel agar permukaan benda yang difreis lebih sejajar dengan bidang di bawahnya. Untuk pencekaman benda yang lebih baik, digunakan palu untuk memukul benda. Setelah balok paralel tidak bergeser kemudian ragum dikencangkan. Ragum yang digunakan adalah ragum biasa/tetap yang dapat menjepit benda kerja dengan sejajar atau tegak lurus spindel. Untuk benda kerja berupa silinder digunakan ragum yang dapat berputar untuk menjepit benda kerja yang dapat membuat sudut terhadap spindel. Ragum universal mempunyai dua sumbu perputaran sehingga dapat diatur letaknya secara datar dan tegak.
4.
Gambarkan benda kerja hasil pemotongan roda gigi dan jelaskan proses pembuatannya! Straddle milling menggunakan dua atau lebih mata pahat untuk memotong dua bagian sejajar pada benda kerja. Form milling untuk menghasilkan profil berupa kurva dengan mata pahat dengan gigi khusus. Slotting dan slitting dilakukan dengan pemotongan circular. Slitting menghasilkan pemotongan yang lebih tipis dibanding slotting.
5.
Apa bedanya geram yang terbentuk dari proses freis dengan proses bubut? Jelaskan! Bentuk geram yang terjadi pada proses bubut adalah serpihan tipis yang diskontinu. Geram bisa berbentuk demikian karena arah gerak pahat adalah tegak lurus dengan sumbu benda kerja sedangkan benda kerja berputar. Sedangkan pada proses freis adalah berbentuk serpihan tebal yang diskontinu. Geram berbentuk demikian karena arah gerak pahat adalah searah atau berlawanan arah pada posisi yang tegak lurus
15 | P r o s e s F r e i s
terhadap benda kerja, namun benda kerja tidak berputar. Karena yang berputar adalah pahatnya. 6.
Bagaimana cara pengaturan dividing head pada mesin freis untuk membuat roda gigi dengan jumlah gigi 47? Dapat menggunakan cara pembagi differensial. Mesin freis diketahui : i = 40 : 1 ; ik = 1 : 1 Roda gigi yang ada : 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 56, 64, 72, 86, 100, dan 127 Plat indeks : 43, 37, 29, 21, 18, 15, 47, 39, 31, 23, 19, 47, 41, 33, 27, 20, dan 17 Langkah 1: tentukan angka pembagi (T’) Diambil T’ = 48 Langkah 2: menghitung putaran engkol pembagi Nc = 40/48 = 5/6 = 15/18 Jadi Nc = 15 lubang pada lingkaran dengan lubang 18 Langkah 3: mencari roda gigi pengganti R = i ik / T’ (T’-T) = 40 .1/ 48(48-47) = 40/48 Jadi driver Z1 = 40 dipasang pada poros yang satu sumbu dengan benda kerja dan driver Z2 = 48 dipasang pada poros yang satu sumvu dengan roda gigi paying. Langkah 4: menentukan arah putar plat pembagi Karena T’ – T positif maka arah putaran plat pembagi searah dengan putaran engkol pembagi. Bagi plat indeks berputar searah berarti mengurangi sudut putar sebesar 1/48 putaran sehingga gigi yang akan terjadi ialah 48 – 1/48 x 48 = 47 buah
16 | P r o s e s F r e i s
