MESIN FRAIS.
Mesin frais generasi
pertama hasil temuan Eli Whitney sekitar tahun 1818 dapat dilihat pada gambar
berikut ini.
Mesin ini membuat/memotong geram
ketika benda kerja di hantarkan terhadap suatu pemotong yang berputar, seperti
yang terlihat pada gambar dibawah ini.
Berbeda dengan mata pahat/alat
pemotong pada mesin bubut, maka pada mesin ini alat pemotong hanya melakukan
gerak berputar saja tanpa ada gaya-gaya lain yang bekerja.
Benda kerja di jepit pada meja yang mengendalikan
hantaran nya (benda kerja) pada pemotong yang terdiri dari sederetan/sekumpulan
pahat mata tunggal yang di susun sedemikian rupa menjadi 1 (satu) unit.
Secara umum, mesin ini dapat
melakukan 3 (tiga) kemungkinan gerakan meja, yakni: gerak longitudinal, gerak
menyilang dan vertikal, namun pada beberapa jenis meja tertentu, dapat juga
melakukan gerak memutar
Mesin frais adalah salah satu
jenis mesin perkakas yang paling mampu untuk melakukan berbagai macam tugas
dibandingkan dengan jenis mesin perkakas lain nya. Permukaan yang datar maupun
yang berlekuk/bergelombang, dapat di proses mesin ini dengan ketelitian yang
tinggi, termasuk pemotongan sudut, celah, roda gigi dan ceruk juga dapat di
proses dengan baik menggunakan mesin ini. Bila alat pemotong dan arbor nya
dilepas, maka dapat digantikan dengan pahat gurdi, alat pembesar lubang
(reamer) dan bor. Karena mesin ini dilengkapi alat penyetel mikrometer
(micrometer dial) untuk mengatur gerakan dari meja nya, maka lubang dan
pemotongan yang lain dapat diberi jarak secara tepat.
Alat-alat potong yang umum digunakan
pada operasi mesin ini adalah: ketam, kempa gurdi, mesin pemotong roda gigi dan
reamer, dan biasanya alat-alat pemotong tersebut cukup tahan lama (tidak cepat
aus).
4.1. JENIS-JENIS PEMOTONG
MESIN FRAIS
Karena alasan alat pemotongnya
yang tersedia begitu ber aneka ragam, menjadikan mesin frais ini mampu melakukan begitu banyak
tugas, oleh karena itu, kehadiran mesin ini pada suatu bengkel (work shop)
sangat penting.
Pemotongan biasanya dikelompokkan
menurut:
- bentuk umum nya
- cara pemasangan nya
- bahan yang dipakai pada gigi nya
-metode yang digunakan untuk meng
grinda gigi nya.
Secara umum ada 3 (tiga) design dari alat
pemotong, yakni:
- pemotong arbor
Pemotong ini mempunyai lubang pada center nya untuk pemasangan arbor
- pemotong tangkai
Pemotong jenis ini mempunyai tangkai yang lurus atau tirus dan di
pasangkan pada spindel nya
- pemotong muka
Pemotong ini dibaut atau dipegangkan pada ujung arbor pendek, umumnya
untuk memfrais rata.
Umunya alat potong mesin frais
terbuat dari:
- baja karbon tinggi
- baja kecepatan tinggi
- paduan cor bukan besi atau
yang ujung nya diberi karbida desinter
Pemotong yang terbuat dari baja karbon tinggi, biasanya tidak kuat bila dipakai pada kecepatan potong
dan hantaran yang tinggi. Oleh karena itu, untuk pemotongan serba guna,
biasanya digunakan alat potong yang terbuat dari baja kecepatan tinggi, sebab mata potong nya dapat di pertahan kan tetap tajam untuk
waktu yang lama, mampu beroperasi dengan baik pada suhu kerja mencapai 600 °C.
Kecepatan potong nya pun dapat mencapai 2,5 kali kecepatan potong baja karbon
tinggi, dengan hasil memuaskan. Namun untuk operasi pemotongan berat,
dianjurkan menggunakan alat potong dari logam
cor bukan besi, misal nya: Cobalt
atau pun Karbida, sebab material ini
mampu bertahan pada suhu operasi yang tinggi. Mata potong bahan ini mampu beroperasi
dengan baik pada kecepatan potong sampai dengan 5 kali kecepatan potong baja
kecepatan tinggi.
4.2. PEMOTONG DAN
JENIS PEKERJAAN
Alat pemotong mesin frais, dapat
juga dikelompok kan
menurut bentuk nya atau juga terhadap jenis pekerjaan nya. Alat-alat potong
tersebut, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
PENJELASAN:
a). Pemotong Frais Biasa
Pemotong biasa adalah
sebuah pemotong berbentuk piringan yang gigi-gigi nya hanya terdapat di sekeliling piringan nya. Bentuk
gigi nya, bisa lurus maupun heliks, bila heliks, biasanya akan terdapat takikan
pada gigi-gigi nya untuk memutuskan serpihan-serpihan dan untuk memudahkan
pengeluaran geram/serpihan.
b). Pemotong Frais Samping
Pemotong ini mirip dengan
pemotong datar, bedanya ada pada gigi-gigi yang hanya terdapat di samping.
Pemotong jenis ini, bisa berbentuk lurus, heliks maupun zig-zag.
c). Pemotong Gergaji Pembelah Logam
Pemotong nya mirip dengan pemotong frais
datar, bedanya dibuat relatif tipis (± 5 mm). Pemotong jenis ini diberi
pengaman dengan cara meng gerinda sisi nya untuk menghasilkan ruang, agar
memudahkan serpihan keluar.
d).
Pemotong Frais Sudut
Pemotong jenis ini dapat memotong sudut
tunggal, maupun jamak. Pemotong sudut tunggal ini, mempunyai satu permukaan
kerucut, sedangkan yang jamak, mempunyai gigi-gigi pada dua permukaan kerucut.
Jenis ini biasanya digunakan untuk memotong tanggem dan pelebar lubang
(berfungsi mirip dengan reamer).
e).
Pemotong Frais Bentuk
Gigi jenis pemotong ini mempunyai bentuk
khusus yang dapat digunakan untuk memotong cekung, cembung, memotong roda gigi,
memotong pembulatan pada sudut, dsb nya.
f).
Pemotong Frais Ujung
Pemotong
jenis ini mempunyai poros yang integral untuk menggerakkannya dan gigi-gigi
terdapat di sekitar ujung keliling nya. Pemotong frais ujung berdimensi besar,
sering juga disebut frais cangkang (lihat gambar), bagian pemotongnya terpisah
dan di ikatkan pada arbor batang.
Pemotong ini digunakan untuk proyeksi
permukaan, membuat ujung benda kerja menjadi bujur
sangkar, memotong celah, dll.
g).
Pemotong Celah “ T ”
Pemotong ini mirip dengan pemotong datar
kecil atau frais samping yang memiliki poros integral untuk menggerak kan nya. Guna nya untuk
membuat celah “ T “.
h).
Pemotong Gigi Sisipan
Sering dengan meningkatnya kebutuhan akan
ukuran pemotong, maka untuk alasan ekonomis, dirasa perlu untuk menyisipkan
gigi yang terbuat dari bahan yang lebih kuat (mahal) ke dalam baja yang lebih
lunak (murah), sehingga bila rusak, cukup hanya sisipan nya saja yang diganti.
4.3.
GIGI PEMOTONG FRAIS
Gambar sebuah pemotong frais
dengan nomenklatur nya dapat dilihat dibawah ini.
Untuk pemotongan dengan kecepatan
tinggi untuk hampir semua jenis material benda kerja, biasanya digunakan
sudut garuk positif sebesar 10 sampai 15 derajat, namun untuk material yang
lebih lunak, misal nya Aluminium, maka diberikan sudut garuk yang lebih besar
lagi.
Bila menggunakan pemotong berujung
karbida dengan kecepatan potong tinggi, maka digunakan sudut garuk negatif,
baik radial maupun aksial. Bila ingin memotong baja, maka biasanya diberikan
sudut negatif sebesar 5° s/d 10°.
Pada pemotongan frais, dikenal
istilah sudut ruang bebas, yakni sudut yang terdapat antara tepi dengan garis
singgung pada pemotong ujung gigi. Besar-kecilnya ruang bebas, tergantung dari
material benda kerja, misal nya: untuk besi cor, memerlukan ruang bebas sebesar
4° s/d 7°, sedangkan untuk bahan yang lebih
lunak, seperti: Magnesium, Aluminium dan Kuningan, maka akan lebih efisien bila
sudut ruang bbebas nya 10° s/d 12°.
Dari banyak penelitian dapat
dibuktikan bahwa pemotong dengan gigi-gigi yang kasar akan lebih efisien untuk
menghasilkan/membuang geram, dibandingkan gigi-gigi yang halus, karena gigi
kasar akan mengambil geram lebih tebal dan mempunyai aksi pemotongan lebih
lebar serta ruang bebas lebih besar untuk laluan dari geram. Juga terbukti
bahwa gigi-gigi halus mempunyai kecendrungan lebih besar untuk bergetar
dibandingkan dengan gigi kasar, namun demikian, bila benda kerjanya tipis, maka
tetap harus menggunakan gigi-gigi tipis.
4.4. PENGELOMPOKAN MESIN
FRAIS
Mesin frais biasanya dibuat
dalam jenis dan ukuran yang sangat beragam, penggeraknya pun bisa melalui
sistem pulley atau motor tersendiri. Cara menghantar benda kerja nya pun, bisa
dilakukan secara: manual, mekanis maupun hidraulis. Namun pengelompokan mesin
frais yang umum adalah berdasarkan design nya, yakni:
A. Jenis tiang dan kerucut:
a. Frais tangan
b. Mesin frais datar
c. Mesin frais universal
d. Mesin frais vertikal
B. Mesin frais penyerut
C. Jenis bangku tetap:
a. Mesin frais simpleks
b. Mesin frais dupleks
c. Mesin frais tripleks
D. Mesin pusat pemesinan
E. Mesin frais jenis khusus:
a. Mesin frais meja putar
b. Mesin frais planet
c. Mesin frais profil
d. Mesin frais duplikat
e. Mesin frais pantograf
Tidak semua jenis mesin-mesin frais
ini akan diterangkan, dianggap cukup menjelaskan mesin-mesin yang bercetak
tebal (bold).
4.4.A.b. Mesin Frais Datar
Meskipun merupakan mesin serba guna,
tetapi mesin ini juga dapat digunakan untuk produksi massal (mass product).
Pemotong dipasangkan pada arbor horizontal yang ditopangkan (support) secara
kaku (solid) oleh lengan yang berada diatas.
4.4.B. Mesin Frais Penyerut
Namanya diberikan sebagai penyerut,
sebab ada kemiripan nya dengan mesin serut biasa.
Benda kerja dibawa pada meja panjang
yang geraknya hanya longitudinal, dihantarkan ke alat pemotong yang berputar
dengan kecepatan yang disesuaikan, untuk jelasnya lihat gambar:
Gerakan hantaran meja dan pemotong
berputar adalah merupakan ciri utama mesin ini dan hal ini yang membedakan nya
dengan mesin frais lain nya, termasuk gerak lintang dan vertikal mesin ini
terdapat pada spindel pemotong nya. Mesin jenis ini dirancang untuk mem frais
benda-benda yang besar yang memrlukan pemotongan geram yang lebar dan dalam.
4.4.C. Mesin Frais Jenis Bangku Tetap
Bangkunya terbuat dari benda
cor yang kaku dan berat serta diatas nya terdapat sebuah meja kerja yang hanya
memiliki gerak longitudinal.
Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah
mesin frais dari jenis penyerut:
Nama-nama, seperti: simpleks, dupleks
dan tripleks, menunjukkan secara ber turut-turut bahwa mesin dilengkapi dengan
kepala spindel satu, dua dan tiga. Mesin ini dilengkapi dengan pengendalian
secara otomatis.
4.4.D. Mesin Pusat Pemesinan
Pusat pemesinan biasanya
dilengkapi dengan satu atau lebih control numeric (CN) yang mempunyai
permesinan serba guna (multi purpose machine). Mesin jenis ini tidak hanya
mampu mem frais, tapi juga menggurdi, mengebor, meluaskan lubang, dll. Walaupun
tergantung pada mesin nya, tapi pusat pemesinan mampu melakukan starting,
stopping mesin nya, memilih dan menukar alat potong dengan cepat (sekitar 4 detik),
melakukan pembentukan keliling 2D atau 3D dengan menggunakan interpolasi linier
atau yang lain nya, mendudukkan setiap sumbu pada pergeseran dengan cepat (10
m/menit), menstart atau menghentikan spindel pada kecepatan dan arah putaran
yang terprogram, mengarahkan meja kerja, mengalirkan dan menghentikan coolant.
4.4.E.a. Mesin Frais Meja Putar
Mesin frais meja putar, seperti terlihat pada gambar berikut, merupakan
modifikasi dari mesin frais vertikal yang dimaksudkan untuk kegunaan khusus.
Operasi mesin ini bisa berlangsung
secara kontinu, namun terdapat cukup waktu bagi operator untuk menaikkan dan
menurunkan muatan mesin selama proses frais berlangsung.
Mesin ini bekerja cukup efisien dan
cepat, namun terbatas hanya untuk penge-fraisan datar saja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar