MESIN FRAIS KONVENSIONAL

MESIN FRAIS

Mesin Frais merupakan salah satu mesin perkakas yang memiliki gerakan utama pada cutter yang berputar. Proses penyayatan dilakukan dengan cara mengeser benda kerja pada arah vertikal dan horisontal. 

Berdasarkan penggunaannya mesin frais dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

Mesin frais khusus

Mesin frais ini memiliki bentuk dan ukuran yang khusus sesuai dengan kebutuhan pengguna

Mesin frais standart

Mesin ini memiliki bentuk dan ukuran umum sesuai dengan standart internasional

Untuk selanjutnya kita hanya membahas tentang mesin frais standart saja.

MESIN FRAIS KHUSUS

Plano milling machine, mesin frais khusus yang digunakan  untuk  mengerjakan benda – benda yang panjang

Turning and milling machine, mesin frais khusus yang digunakan  untuk  membubut dan mengefrais

Hobbing Milling Machine, mesin frais khusus yang digunakan  untuk  mengerjakan roda gigi

Copy Milling Machine, mesin frais khusus yang digunakan  untuk  mengefrais copy

MESIN FRAIS STANDART

Mesin frais standart dapat diklasifikasikan dalam 2 kelompok

1.Macam – macam mesin frais berdasarkan arah spindle mesinnya

Mesin frais horisontal

Mesin frais vertikal

Mesin frais universal

2. Macam – macam mesin frais berdasarkan cara pengaturan kedalaman pemakanan

Mesin frais type bed

Mesin frais type knee

MESIN FRAIS HORISONTAL

Mesin frais type ini memiliki spindle mesin yang sejajar dengan meja mesin

Fungsi :

qMengefrais rata

qMengefrais alur tunggal

qMengefrais alur sejajar

qMengefrais bertingkat

qMembuat roda gigi

MESIN FRAIS VERTIKAL

Mesin frais type ini memiliki spindle mesin yang tegak lurus dengan meja mesin

Fungsi :

qMengefrais alur

qMengefrais alur T

qMengefrais alur ekor burung

qMengefrais bertingkat

qMembuat pocket

MESIN FRAIS TYPE BED

Mesin frais type ini memiliki meja mesin yang tetap pada gerak vertikal (tidak dapat  digerakan naik - turun). Untuk menambah kedalaman pemakanan dilakukan dengan cara menurunkan spindle atau kepala mesin

MESIN FRAIS TYPE KNEE

Mesin frais type ini memiliki kepala mesin yang tetap pada gerak vertikal (tidak dapat  digerakan naik - turun). Untuk menambah kedalaman pemakanan dilakukan dengan cara menaikkan meja mesin.

Meja mesin ditopang oleh sadel yang dapat digerakkan naik – turun menggunakan mekanisme ulir yang terdapat pada elevating screw

BAGIAN – BAGIAN MESIN FRAIS DAN FUNGSINYA

ARBOR SUPORT

Bagian ini merupakan berfungsi untuk memasang arbor. Pada salah satu ujung terdapat  lintasan berbentuk alur ekor burung  yang dipasangkan pada alur pada over arm, dan pada ujung yang lain terdapat lobang sebagai dudukan bantalan untuk memasang arbor.

VERTICAL HEAD

Bagian ini merupakan kepala mesin pada vertical milling machine, berfungsi sebagai dudukan spindle mesin dan mekanisme penggeraknya

COLOMB

Bagian ini sebagai penyangga utama mesin yang terpasang tegak lurus pada base. Pada bagian dalam kolom terdapat motor serta mekanisme penggerak utama mesin. Pada bagian depan terdapat lintasan berbentuk  alur ekor burung yang berfungsi sebagai lintasan knee / sadel

SPINDLE

Bagian ini merupakan dudukan dari arbor sekaligus menghubungkan  putaran yang dihasilkan oleh mekanisme penggerak yang ada didalam kolom ke arbor

TABLE HANDWHEEL

Bagian ini  berfungsi untuk menggerakkan meja dalam arah longitudinal/memanjang. Bagian ini terdiri dari sebuah roda yang didepannya terdapat scala nonius putar dan terhubung dengan mekanisme poros  berulir.

CROSSFEED HANDWHEEL

Bagian ini  berfungsi untuk menggerakkan meja dalam arah transversal/melintang. Bagian ini  terpasang pada knee/sadel, terdiri dari sebuah roda yang didepannya terdapat scala nonius putar dan terhubung dengan mekanisme poros  berulir.

VERTICAL HANDWHEEL

Bagian ini berfungsi untuk menggerakkan knee / sadel pada arah vertikal. Bagian ini tediri dari sebuah roda dengan scala nonius didepannya dan tersambung dengan poros dengan roda gigi payung  sehingga arah poros akan tersambung tegak lurus dengan elevating screw.

KNEE / SADEL

Bagian ini  berfungsi sebagai dudukan dari meja mesin sekaligus sebagai  tempat dan dudukan dari berbagai mekanisme penggerak meja pada arah vertikal dan transversal/melintang.

ELEVATING SCREW

Bagian ini merupakan mekanisme penggerak sadel dalam arah vertikal. Bagian ini terdiri dari pasangan tabung dan poros berulir. Elevating screw digerakkan secara mekanis oleh  vertical handwheel. Untuk merubah arah poros horisantal pada vertical handwheel menjadi vertikal pada elevating screw digunakan pasangan roda  gigi payung

BASE

Bagian ini merupakan tumpuan utama dari seluruh mesin. Bagian ini dikonstruksi sedemikian hingga mesin benar – benar berdiri tegak dan seimbang. Kadang pada base dipasang sungkup untuk menampung collant  sementara yang selanjutnya akan dialirkan pada bak penampung yang ada dibawah base.

    METODE PENGEFRAISAN

a. Climb Mill

Gambar 9. Climb milling

Merupakan cara pengefraisan dimana putaran cutter searah dengan gerakan benda kerja. Gaya potong menarik benda kerja ke dalam cutter sehingga faktor kerusakan pahat akan lebih besar. Hanya mesin yang mempunyai alat pengukur keregangan diperbolehkan memakai metode pemotongan ini.

b. Conventional Milling

Gambar 10. Conventional milling

Merupakan pengefraisan dimana putaran cutter berlawanan arah dengan gerakan benda kerja, pemotongan ini dimulai dengan beram yang tipis dan metode ini digunakan untuk semua jenis mesin frais.

ALAT BANTU YANG BANYAK DIGUNAKAN

Pada mesin frais banyak sekali terdapat peralatan Bantu yang digunakan untuk membuat benda kerja. Antara lain :

a)     Mesin Vertical

1.       Ragum (catok)

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 :

    Ragum biasa

Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang bentuknya sederhana dan biasanya hanya digunakan untuk mengefrais bidang datar saja. 

Gambar 11. Ragum biasa

    Ragum berputar

Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang harus membentuk sudut terhadap spindle. Bentuk ragum ini sama dengan ragum biasa tetapi pada bagaian bawahnya terdapat alas yang dapat diputar 360˚

 Gambar 12. Ragum putar

    Ragum universal

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

Gambar 13. Ragum universal

2.      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.

Gambar 14. Kepala pembagi

3.      Kepala lepas

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

Gambar 15. Kepala lepas

4.      Rotary table.

Rotary table digunakan untuk membagi segi-segi beraturan misalnya kepala baut. Disamping itu juga dapat digunakan untuk membagi jarak-jarak lubang yang berpusat pada satu titik misalnya membagi lubang baut pengikat pada flendes.

Gambar 16. Meja putar

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

Gambar 17. adaptor 

b)     Mesin horizontal

1.      Kepala pembagi

Pada mesin frais horizontal. Kepala pembagi dapat digunakan untuk membuat benda kerja segi-segi beraturan, roda gigi, ulir cacing.

2.      Kepala lepas

Kepala lepas digunakan untuk menyokong benda kerja yang panjang dan diproses dengan dividing head. Hal ini dimaksudkan agar benda kerja tidak tidak tertarik atau tertekan waktu disayat (difrais).

3.      Ragum
Ragum pada mesin frais horizontal dan vertical bentuk dan fungsinya sama catok (ragum) yang digunakan untuk mencekam benda kerja yang akan disayat datar.
(untuk lebih jelasnya mengenai macam-macam ragum.

4.      Arbor beserta cincin dan dudukan penyangga
Cutter pada mesin frais horizontal dipasang pada arbor yang posisinya diatur dengan pemasangan cincin.

Gambar 18. Arbor

PARAMETER PEMOTONGAN

PUTARAN SPINDLE (n)

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

Di mana:

v = kecepatan potong (m/menit)

d = diameter pisau (mm)

n = putaran benda kerja (putaran/menit)

GERAKAN PEMAKANAN / FEEDING (f)

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 :

GERAK PEMAKANAN SEARAH / PENGEFRAISAN TURUN / DOWN MILLING

Proses frais turun dinamakan juga climb milling. Arah dari putaran pisau sama dengan arah gerak makan meja mesin frais. Sebagai contoh jika pisau berputar berlawanan arah jarum jam, benda kerja disayat ke kanan. 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 dilengkapi backlash compensation. Untuk mesin frais konvensional tidak direkomendasikan melaksanakan proses frais turun, karena meja mesin frais akan tertekan dan ditarik oleh pisau.

GERAK PEMAKANAN MENYONGSONG / PENGEFRAISAN  NAIK / UP MILLING

Frais naik biasanya disebut frais konvensional (conventional milling). Gerak dari putaran pisau berlawanan arah terhadap gerak makan meja mesin frais  gambar  dibawah 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.

KEDALAMAN PEMAKANAN / DEPTH OF CUTH (a)

Kedalaman potong (a) ditentukan berdasarkan selisih tebal benda kerja awal terhadap tebal benda kerja akhir. Untuk kedalaman potong yang relatif besar diperlukan perhitungan daya potong yang diperlukan untuk proses penyayatan. Apabila daya potong yang diperlukan masih lebih rendah dari daya yang disediakan oleh mesin (terutama motor listrik), maka kedalaman potong yang telah ditentukan bisa digunakan.