MESIN FRAIS (MPMF)

MESIN FRAIS

Mesin Frais merupakan mesin perkakas yang digunakan untuk memahat dan menyayat  suatu benda kerja dengan menggunakan pisau frais yang terhubung pada sebuah sumbu mesin. Mesin Frais termasuk mesin perkakas yang mempunyai gerak utama berputar. Pisau terpasang pada sumbu utama/arbor mesin yang didukung dengan alat pendukung arbor. Pisau ini akan berputar apabila arbor mesin diputar oleh motor listrik.

 Mengerjakan sesuatu benda pada mesin frais, umumnya disebut mengefrais, misalnya mengefrais datar, tegak, mengefrais alur dan sebagainya. Parameter pemotongan pada mesin mesin diperlukan agar proses produksi dapat berlangsung sesuai dengan prosedur perencanaan. Parameter ini meliputi Kecepatan potong, putaran spindel, gerak sayat per gigi dan waktu pemesinan. Penentuan rasio kecepatan antara gerak benda kerja dan putaran pisau sangatlah penting, langkah penyayatan terlalu lambat waktu banyak terbuang dan pisau frais akan cepat tumpul. Jika penyayatan benda kerja  terlalu cepat akan, pisau frais akan cepat rusak. Parameter pemotongan pada mesin frais yang harus  diperhatikan antar lain:

A.    Bahan Pisau Frais

Jenis bahan yang digunakan untuk membuat pisau frais antara lain:

1.      Unalloyed Tool Steel

Merupakan baja perkakas bukan paduan dengan kandungan karbon  0,5% - 1,5% , kekerasan bahan ini akan hilang jika suhu kerjanya 250 º C. Oleh karena itu jenis tidak cocok kalau digunakan untuk proses kecepatan potong yang tinggi.

2.      Alloy Tool Steel

Merupakan baja perkakas bukan paduan yang mengandung karbon kromium, vanadium dan molybdenum. Bahan paduan ini tahan keausan sampai suhu 600º C.

3.      Cemented Carbide

Merupakan baja perkakas bukan paduan yang mengandung karbon,Tungten dan  Cobalt, bahan paduan ini tahan keausan sampai suhu 900º C. Cemented Carbide pada umumnya dibuat dalam bentuk tip yang terpasang pada pemegang Cutter. Pisau bahan ini untuk pengefrais dengan kecepatan tinggi, sehingga waktu pemotongan dapat dipersingkat  dan dapat menghasilkan kualitas permukaan yang halus.

B.     Bentuk Geometris Pisau (Cutter)

Pada pekerjaan khusus diperlukan pisau yang khusus pula, permukaan pisau yang harus diperhatikan adalah waaktu pengasahan, sudut tatal, sudut bebas isi, sudut bebas depan, sudut bebas mata potong dan sudut bebas belakang.

C.    Jumlah Putaran Pisau

Jumlah putaran yang digunakan tergantung dari kecepatan potong dan diameter pisau, kecepatan potong pisau frais adalah jarak yang ditempuh oleh salah satu gigi dalam meter/menit. Untuk menentukan kecepatan potong dapat dilihat pada table yang telah disediakan. Biasanya putaran pisau frais dihitung menurut rumus sebagai berikut:

n   =  1000 x V         π x d

V = kecepatan potong dalam meter/menit

d = diameter pisau dalam mm

n = putaran pisau per menit

        Pada saat pengaturan dimesin, jika  putaran cutter hasil perhitungan ternyata tidak ada yang cocok pada table mesin, sebaiknya dipilih putaran cutter yang lebih rendah dari perhitungan tersebut.

D.    Kecepatan Potong/ Cutting Speed (Cs)

Kecepatan potong dalam pengefraisan merupakan kecepatan gerak putar pahat yang dinyatakan dalam meter per menit atau ft/menit. Faktor-faktor yang menentukan kecepatan potong adalah:

1.      Material benda kerja

2.      Material pisau frais

3.      Diameter pisau

4.      Kehalusan permukaan yang diharapkan

5.      Dalam pemotongan yang ditentukan

Untuk menentukan kecepatan potong dengan menggunakan rumus:

Keterangan

n = putaran cutter per menit                                 V =      π x d x  n

V = kecepatan potong m/menit                                          1000

d  = diameter cutter dalam mm 

Karena setiap material memiliki kecepatan potong sendiri-sendiri sesuai dengan karateristik material, kecepatan pemotongan suatu material tidak dapat dirumuskan dalam persamaan matematika.

E.     Penyayatan (Feed)

Merupakan rasio gerak benda kerja terhadap gerak putar pisau frais.beberapa factor yang menentukan besarnya penyayatan:

1.      Kedalaman penyayatan

2.      Tipe pisau frais

3.      Bentuk pisau frais

4.      Material benda kerja

5.      Kekuatan dan keseragaman benda kerja

6.      Tipe permukaan finishing yang ditentukan

7.      Waktu pengerjaan

Waktu pengerjaan pada mesin dapat dihitung dengan membagi jarak yang ditempuh meja dengan gerak penyayatan.

                  t  =   L

     S

Keterangan

t  =  waktu pengerjaan

L  = jarak yang ditempuh meja (mm)

S =  gerak penyayatan (feed) (mm/menit)

I.          PENGOPERASIAN MESIN FRAIS

               Mesin Frais digunakan untuk membentuk suatu benda kerja dengan cara menyayat. Untuk menyayat benda kerja dipasang pada meja kemudian meja dinaikan sehingga benda kerja termakan oleh pisau yang sedang perputar, kemudian meja digerakan sesuai dengan kebutuhannya untuk memberi penyayatan yang terus menerus. Putaran dari pisau milling  (cutter) di sebut dengan putaran atau gerakan utama.

Pada dasarnya gerakan dari meja frais itu dapat dilakukan dalam dua arah, yaitu gerakan mendatar (membujur dan melintang) dan gerakan tegak (naik dan turun) juga gerakaan dari meja ini dapat dilakukan dengan tangan atau secara otomatis. Agar pisau dapat berfungsi memotong benda kerja, sisi potong pisau mempunyai sudut baji yang tajam, seperti halnya pahat pada mesin bubut.

A.      Posisi Pisau Pada Mesin Frais

1.      Posisi Paralel

Pada pengerjaan yang sederhana, sumbu pahat diletakan paralel dengan permukaan benda kerja yang dikerjakan. Pisau frais berbentuk silinder dan mempunyai sisi potong disekeliling permukaan.

2.      Posisi Tegak Lurus

Sumbu pisau frais dapat diletakan tegak lurus dengan permukaan benda kerja. Dalam pengerjaan yang menggunakan posisi ini, pisau frais tidak hanya memotong dengan pada sekililing saja, akan tetapi juga dengan bagian muka cutter sehingga tatal akan terpotong yang sama tebal.

B.     Metode Pemotongan Pada Mesin Frais

1.      Pemotongan Searah Jarum Jam

Pada pemotongan ini benda kerja datang searah dengan arah putaran sisi potong pisau frais, metode ini memungkinkan hasil kurang baik karena meja (benda kerja) cenderung tertarik oleh gerakan putar pisau frais.

2.      Pemotongan Berlawanan Arah Jarum Jam

Pada pemotongan ini benda kerja datang berlawanan dengan arah putaran sisi potong pisau frais, metode ini dapat menghasilkan pemotongan maksimal karena benda kerja tidak terangkat.

3.       Pemotongan Netral

Metode pemotongan ini digunakan jika benda kerja yang disayat lebih kecil dari pada diameter pisau frais. Model pemotongan ini hanya dilakukan pada mesin frais vertical.

C.    Langkah-langkah Pemotongan

Sebelum mengoperasikan mesin frais,langkah-langkah yang harus dilakukan adalah:

1.        Mempelajari gambar kerja guna menyusun urutan kerja yang baik.

2.        Mempelajari sifat material/bahan guna menentukan jenis pisau dan media pending yang digunakan.

3.        Menentukan kualitas hasil yang diinginkan.

4.        Menentukan bentuk geometri alat potong yang digunakan.

5.        Menentukan alat bantu yang digunakan.

6.        Menentukan roda-roda gigi pengganti, apabila dikehendaki.

7.        Menentukan parameter-parameter pemotongan yang berpengaruh dalam proses pengerjaan seperti kecepatan potong, kecepatan sayat, kedalaman pemakanan dan lainya.

Setelah proses diatas dilaksanakan maka langkah selanjutnya adalah:

1.       Memasang benda kerja pada ragum/pencekam.

2.       Memasang pisau frais pada arbor.

3.       Menghidupkan mesin frais,termasuk putaran pisau frais.

4.       Melakukan pengefraisan sesuai dengan gambar kerja.

5.       Melakukan pengukuran benda kerja, menjauhkan dahulu benda kerja dari pisau frais atau mematikan dahulu putaran pisau frais.

6.       Melanjutkan proses pengefraisan sampai sesuai dengan ukuran pada benda kerja.

7.       Mematikan mesin frais dan melepas benda kerja dari ragum/pencekam.