METODE PEMOTONGAN DAN SISTEM PEMBAGIAN PADA MESIN FRAIS

BAB 5 - Teknik Pengefraisan
A. Metode Pemotongan

Untuk mendapatkan hasil pengfraisan yang baik dan alat potongnya tahan lama, perlu memahami metoda pemotongan yang benar. Metode pemotongan pada proses pemesinan frais dibagi menjadi tiga, diantaranya:

a. Pemotongan searah
Yang dimaksud pemotongan searah adalah, pemotongan yang datangnya benda kerja searah dengan arah putaran cutter. Pada pemotongan ini hasilnya kurang baik karena meja (benda kerja) cenderung tertarik oleh cutter ( Gambar 5.1)

Gambar 5.1 Pemotongan searah

b. Pemotongan Berlawanan Arah

Yang dimaksud pemotongan searah adalah, pemotongan yang datangnya benda kerja berlawanan deangan arah putaran cutter. Pada pemotongan ini hasilnya dapat maksimal karena meja (benda kerja) tidak tertarik oleh cutter ( Gambar 5.2)

Gambar 5.2 Pemotongan berlawanan arah

c. Pemotongan Netral

Yang dimaksud pemotongan netral adalah, pemotongan yang terjadi apabila lebar benda kerja yang disayat lebih besar atau lebih kecil dari ukuran diameter cutter pada waktu pengefraisan menggunakan face mill atau ujung shell end mill.

B. Sistem Pembagian

Di dalam mesin frais atau milling machine, selain mengerjakan pekerjaan-pekerjaan pengefraisan rata, menyudut, membelok, mengatur dsb, dapat pula mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang atau bersudut-sudut.Yang dimaksud benda kerja yang berbidang-bidang ialah benda kerja yang mempunyai beberapa bidang atau sudut atau alur beraturan misalnya segi banyak beraturan, batang beralur, roda gigi, roda gigi cacing, dan sebagainya.
Untuk dapat mengerjakan benda-benda kerja tersebut di atas, mesin frais dileng-kapi dengan kepala pembagi dan kelengkapannya. Kepala pembagi ini berfungsi untuk membuat pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang tadi dalam sekali pencekaman.
Dalam pelaksanaannya, operasi tersebut di atas ada lima (lima) cara, yang merupakan tingkatan cara pengerjaan, yaitu:
a. Pembagian langsung (direct indexing)
b. Pembagian sederhana (simple indexing)
c. Pembagian sudut (angel indexing)
d. Pembagian differensial (differential indexing)
e. Pembagian sudut differensial (differential angel indexing)
Dari kelima cara tersebut, merupakan tingkatan-tingkatan cara pengerjaan, artinya cara yang kedua lebih sulit/rumit dari pada cara yang pertama, cara yang ketiga adalah cara yang lebih sulit/rumit dari cara yang kedua, demikian pula cara keempat adalah cara yang lebih dari pada cara ketiga. Cara kelima adalah cara yang paling sulit/rumit dan digunakan apabila keempat cara yang lainnya tidak dapat dilaksanakan.

a. Pembagian Langsung

Yang dimaksud dengan pembagian langsung adalah, cara mengerjakan benda kerja dibagi menjadi berbidang-bidang dengan cara pembagian langsung, yang dilakukan dengan memutar spindel kepala pembagi yang mengacu pada alur-alur/lubang-lubang pelat pembagi.
Kepala pembagi langsung, pada umumnya dilengkapi beberapa pelat/piring pembagi yang beralur V atau berlubang-lubang yang dapat diganti dan dipasang langsung pada spindel.Dibawah diperlihatkan kepala pembagi langsung dengan alur V (Gambar 5.3).

Gambar 5.3 Kepala pembagi langsung.

Pelat/piring pembagi dengan alur V pada umumnya memilki jumlah alur yang genap, diantaranya ada yang beralur 24 dan 60 (Gambar 5.4).

Gambar 5.4 Pelat/piring pembagi dengan alur V

Untuk pelat pembagi beralur 24 dapat dipergunakan untuk pembagian: 2, 3, 4, 6, 12,dan 24. Untuk mempermudah menempatkan posisi yang baru, pada umumnya pelat pembagi mempunyai angka jumlah pembagian yang dapat dibuat. Rumus untuk pembagian langsung adalah:
 
 Sedangakan pelat pembagi dengan lubang-lubang, mempunyai satu lingkaran lubang dan terdapat pula angka-angka yang menyatakan nomor lubang itu. Cara kerjanya sama dengan plat pembagi beralur V, hanya saja fungsi pengunci indeks diganti dengan pen indeks.

Contoh Soal:
Sebuah benda kerja bulat akan dibuat menjadi 8 (enam) bidang segi beraturan, dengan kepala pembagi langsung yang pelat pembaginya mempunyai alur 24. Hitung agar supaya mendapatkan pembagian yang sama.
Jawab:
 
 
 Jadi untuk mengerjakan setiap bidang, maka spindel kepala pembagi (benda kerja) diputar sebanyak 3 alur, dan pengunci indeks dimasukkan pada alur keempat bila dihitung dari tempat semula.Atau sebaiknya, pengunci indeks ditempatkan pada angka yang sesuai dengan pembagian yang dikehendaki.

b. Pembagian Sederhana

Melakukan pembagian dengan kepala pembagi langsung, jumlah pembagian dan sudut putarnya sangat terbatas. Untuk jumlah pembagian dan sudut putar banyak, digunakan kepala pembagi universal (Gambar 5.5).

Gambar 5.5 Kepala pembagi universal

Kepala pembagi jenis ini terdiri dari dua bagian utama yaitu, roda gigi cacing dan ulir cacing.Perbandingan antara jumlah gigi cacing dengan ulir cacing disebut ratio.Ratio kepala pembagi pada umumnya 1:40 dan 1:60, akan tetapi yang paling banyak digunakan adalah yang rationya 1: 40. Artinya, satu putaran roda gigi cacing memerlukan 40 putaran ulir cacing.
Dalam pelaksanaannya untuk membuat segi-segi nberaturan, kepala pembagi universal dapat digunakan untuk pembagian langsung.Namun apabila pembagian tidak dapat dilakukan dengan system pembagian langsung, pembagiannya dapat dilakukan menggunakan bantuan pelat/piring pembagi (Indexsing plate)(Gambar 5.6), yang diputar dengan engkol kepala pembagi(Indexs Crank) dan dibatasi dengan lengan/gunting penepat.

Gambar 5.6 Pelat/piring pembagi

Fungsi dari indexing plate ini adalah untuk menempatkan pemu-taran/pembagian benda kerja yang diinginkan. Dengan lubang-lubang yang ada pada indeksing plate itulah dapat menempatkan pembagian benda kerja sesuai dengan yang diinginkan. Dengan demikian, semakin banyak lingkaran lubang yang ada, makin banyak pula kemungkinan benda kerja dapat membuat segi nberaturan lebih banyak. Pembuatan/pembagian benda kerja yang dapat dilaksanakan dengan lubang-lubang yang ada, inilah yang disebut pembagian sederhana. Sedangkan engkol pembagi (Indexs Crank) berfungsi untuk memutar batang ulir cacing. Lengan penempat gunanya untuk menempatkan pen indeks. Pada beberapa kepala pembagi, ulir cacing dapat diputar lepas dari roda gigi cacing.
Kepala pembagi universal biasanya dilengkapi dengan 3 buah pelat pembagi, tetapi ada juga yang hanya mempunyai 2 buah. Jumlah lubang setiap lingkaran harus dipilih untuk pembagian yang mungkin dibuat dalam hubungannya dengan ulir cacing pada kepala pembagi.
Dibawah ini ditunjukkan beberapa contoh set indexcing plate.
Mesin frais Accera:
Keping I : 15; 18; 21; 29; 37; 43
Keping II : 16; 19; 23; 31; 39; 47
Keping III : 17; 20; 27; 33; 41; 49
Mesin frais Brown & Sharpe:
Keping I : 15; 16; 17; 18; 19; 20
Keping II : 21; 23; 27; 29; 31; 33
Keping III : 37; 39; 41; 43; 47; 49
Mesin frais Hero:
Keping I : 20; 27; 31; 37; 41; 43; 49; 53.
Keping II : 23; 29; 33; 39; 42; 47; 51; 57.
Mesin frais Vilh Pedersen:
Keping I : 30; 41; 43; 48; 51; 57; 69; 81; 91; 99; 117.
Keping II : 38; 42; 47; 49; 53; 59; 77; 87; 93; 111; 119.
Apabila diketahui perbandingan antara jumlah gigi cacing dengan ulir cacing (rationya) = 40: 1 atau i = 40: 1, berarti 40 putaran ulir cacing atau putaran engkol pembagi, membuat satu putaran roda gigi cacing atau benda kerja. Untuk T pembagian yang sama dari benda kerja, setiap satu bagian memerlukan:
 
 Dimana:
nc = putaran indeks
i = angka pemindahan (ratio)
T = pembagian benda kerja

Perlu diingat bahwa, apabila pembagian yang dikehendaki lebih dari 40, ulir cacing diputar kurang dari satu putaran, dan bila pembagian kurang dari 40, ulir cacing diputar lebih dari satu putaran.

Contoh Soal:
Sebuah benda kerja akan dibuat alur berjumlah 16 bagian yang sama (Gambar 5.7). Hitung n_c , apabila i = 40: 1

Gambar 5.7 Pembagian alur jumlah 16

Jawab:
 
 Jadi, engkol kepala pembagi diputar dua putaran penuh, ditambah 8 lubang pen indeks pada piring pembagi yang jumlahnya 16, untuk setiap bagian alur benda kerja.

sumber: Modul Teknik Pemesinan Frais, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri 2015 (PPPPTK BMTI – 2015)