commit to user
6
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Mesin CNC
Milling
Mesin CNC milling secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua, yaitu: mesin CNC Milling TU Training Unit dan mesin CNC Milling
Production. Kedua mesin CNC tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, namun berbeda dalam penggunaan dan penerapannya. Mesin CNC Milling TU
Training Unit yang dilengkapi dengan EPS External Programming Sistem, digunakan untuk latihan dasar pengoperasian dan pemograman CNC, serta
pengerjaan yang ringan. Mesin CNC Milling Production digunakan untuk produksi massal, sehingga diperlukan perlengkapan yang lebih, misal: sistem
chuck otomatis, pembuka pintu pembuang beram otomatis, dan lain-lain.
2. Proses Pemesinan
a. Proses Freis Milling Process
1 Klasifikasi Proses Freis
Mesin milling adalah mesin perkakas dengan gerak utama berputar dilakukan oleh alat potong atau milling cutter. Pahat freis milling cutter
termasuk pahat bermata potong jamak dengan jumlah mata potong sama dengan jumlah gigi pahat freis, tetapi dalam perkembangannya pahat
freis ada yang bermata potong tunggal dan penggunaannya tergantung dari kebutuhan seperti yang digunakan di mesin CNC. Sesuai dengan
jenis pahat yang digunakan, dikenal tiga macam proses freis Taufiq, Rochim: 1982, yaitu:
a Proses freis datar slab milling
Disebut peripheral milling, yaitu proses freis dimana sumbu rotasi dari pahat tool sejajar dengan permukaan benda kerja.
b Proses freis tegak face milling
commit to user
7
Proses freis tegak, yaitu proses freis dimana sumbu rotasi pahatnya vertikal terhadap permukaan benda kerja.
c End Milling
Pahat potong cutter pada end milling, biasanya berputar pada sumbu vertikal terhadap benda kerja, area kerja pahat berada pada
akhir permukaan dari pahat pemotong dan pada batas keliling dari badan pahat pemotong.
a Slab milling
b Face milling c End milling
Gambar 1. Klasifikasi Proses Freis Kalpakjian, S, Schmid: 1992 Proses facing atau proses roughing dilakukan pada proses pemesinan
awal, untuk mendapatkan posisi peletakan material kerja yang rata, sehingga diharapkan saat proses pemesinan dilakukan maka akan lebih seragam.
Dalam penggunaan pahat sisipan insert, baik dalam pemasangan maupun dalam pemilihan bentuk juga memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap
tekstur dari permukaan benda yang dilakukan proses pemesinan. Proses freis datar dibagi dalam dua jenis yaitu proses freis naik up
milling dan proses freis turun down milling.
commit to user
8
Gambar 2. Komponen Kecepatan Potong Pada Proses Milling Kalpakjian, S, Schmid: 1992
Gambar 2 menunjukkan, pada proses up milling, beram yang dihasilkan sangat tipis di awal mula proses permesinan, dimana gigi pahat
tooth pertama kali bersentuhan, lalu berangsur-angsur menebal hingga pahat selesai melakukan proses. Untuk proses down milling, ketebalan beram chip
maksimum terjadi dekat pada titik dimana gigi pahat kontak bekerja, karena gerak relatif pahat cenderung menarik benda kerja ke arah pahat.
Proses freis tidak menghasilkan beram dengan ketebalan yang tetap, melainkan berbentuk koma dengan ketebalan beram yang berubah. Tebal
beram dipengaruhi oleh gerak pemakanan per gigi feed per tooth dan sudut posisi
φ yang dapat berubah, karena perubahan sudut potong. Analogi
proses terbentuknya beram pada proses freis adalah bila setumpuk kartu dijajarkan dan diatur sedikit miring yang membentuk sudut geser
φ , kemudian
didorong dengan papan yang membuat sudut seperti sudut beram γ
, maka kartu di ujung papan akan bergeser ke atas terhadap kartu di belakangnya dan
berlangsung secara berurutan Gambar 3.
commit to user
9
Gambar 3. Analogi Pembentukan Beram 2
Prinsip kerja mesin CNC milling Mesin milling adalah mesin perkakas dengan gerak utama berputar
dilakukan oleh alat potong atau cutter milling, gerak makannya dilakukan oleh benda kerja yang terpasang pada meja kerja.
Mesin CNC milling ini menggunakan sistem persumbuan dengan dasar koordinat kartesius :
“apabila tiga jari kanan diatur sedemikian rupa sehingga letaknya saling tegak lurus, maka jari tengah menunjukkan sumbu Z, jari telunjuk
menunjukkan sumbu Y, dan ibu jari menunjukkan sumbu X” Mesin frais vertikal dapat menunjukkan bahwa sumbu Z adalah arah tegak,
sumbu Y adalah arah melintang meja, dan sumbu X adalah arah memanjang meja.
Pengoperasian mesin CNC dilaksanakan dengan layanan CNC, dimana proses dikontrol komputer secara otomatis dengan memasukkan
data numerik. Sistem CNC beroperasi secara otomatis dan dapat menginterpretasikan kode-kode numerik yang berupa huruf, angka, dan
simbol untuk membuat suatu bentuk dari benda kerja. Data numerik yang dimasukkan dalam memori mesin berupa urutan perintah yang membentuk
benda kerja disebut program NC. Program NC adalah suatu urutan perintah yang disusun secara terperinci setiap blok untuk memberitahu
mesin CNC tentang apa yang harus dilakukan.
commit to user
10
3 Mesin Freis CNC
Gambar 4. Mesin CNC Freis CNC Computer Numerically Control adalah suatu mesin yang
dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik. Bahasa numerik yaitu perintah gerakan dengan menggunakan kode huruf dan angka,
misalnya, jika pada program ditulis kode M-03 S1000 maka spindel akan berputar dengan kecepatan 1000 rpm dan jika program ditulis kode M-05,
maka spindel akan berhenti. Pengoperasian mesin CNC dilaksanakan dengan layanan progam
NC, proses pengoperasian mesin CNC dikontrol komputer dengan memasukkan data numerik. Sistem CNC beroperasi secara otomatis dan dapat
menginterpretasikan kode-kode numerik yang berupa huruf, angka ataupun simbol untuk membuat suatu bentuk benda kerja. Program NC adalah suatu
urutan perintah yang disusun secara terperinci setiap blok per blok untuk memberi tahu mesin CNC tentang apa yang harus dilakukan.
Program NC terdiri dari kumpulan perintah. Perintah ditransfer oleh pengendalian menjadi impuls-impuls pengendali untuk mesin perkakas.
Bahasa program NC merupakan format perintah dalam satu baris blok dengan menggunakan kode huruf, angka, dan simbol. Mesin CNC mempunyai
perangkat komputer yang disebut Machine Control Unit MCU yakni suatu perangkat yang berfungsi menerjemahkan bahasa kode ke dalam bentuk
commit to user
11
gerakan persumbuan sesuai bentuk benda kerja. Kode bahasa dalam mesin CNC dikenal dengan kode G dan M. Kode G adalah kode untuk pergerakan
pahat dan kode M adalah kode untuk kode operasional mesin. Tabel 1 menunjukkan contoh blok program NC.
Tabel 1. Blok Pemrograman NC
G M X
Y Z
F S
Blok I M03
- -
- -
S1000 Blok II
G01 10
30 Tabel 1 dapat menjelaskan bahwa pada blok I, kode M-03 memerintahkan
spindel mesin berputar, dan S1000 artinya spindel berputar dengan kecepatan 1000 rpm. Pada blok II, kode G01 artinya memerintahkan pahat bergerak
dengan pemakanan, X10 menunjukkan arah gerakan pemakanan ke sumbu X sejauh 10 mm, dan F30 menunjukkan kecepatan pemakanan ke arah sumbu X
sebesar 30 mmmenit. 4
Elemen-elemen Dasar Proses Freis Elemen-elemen dasar proses pemesinan sangat berpengaruh dalam
analisis optimasi hasil dari produk yang akan dibuat. Elemen-elemen ini dianalisis dengan tujuan menemukan suatu formulasi yang bisa dipakai untuk
keperluan proses permesinan serta perkembangan dalam hal efisiensi dan optimasi dari proses permesinan. Beberapa elemen dasar proses permesinan
di antaranya: a
Kecepatan potong cutting speed : Kecepatan potong merupakan kecepatan pemakanan pahat dalam
satuan mmenit atau ftmenit. = 1000 ;m min
⁄ b
Kecepatan pemakanan feed. f : Gerak pemakanan merupakan kecepatan gerak pahat dalam satuan
mmrev atau inrev.
commit to user
12
c Rata-rata gerak pemakanan feedrate, v
Rata-rata gerak pemakanan merupakan kecepatan linier pahat sepanjang benda kerja dalam satuan mmmenit atau incimenit.
v = f N d
Kedalaman pemotongan depth of cut,a Ketebalan pemakanan merupakan kedalaman penyayatan yang
dilakukan oleh pahat dalam satuan mm atau inci. e
Waktu pemotongan cutting time Waktu pemotongan merupakan waktu yang diperlukan untuk
melakukan penyayatan sepanjang benda kerja dalam satuan detik atau menit.
= ; min Dimana;
= + + f
Kecepatan penghasilan beram : Kecepatan penghasilan beram merupakan volume material yang
terbuang per satuan waktu dalam satuan mm
3
menit atau inci
3
menit. =
. . 1000
; mm min ⁄
g Kecepatan spindle N
Kecepatan spindle merupakan putaran dari spindle yang juga merupakan putaran benda kerja dalam satuan rpm.
3. Fluida Pemotongan Cutting Fluids
Kategori