MESIN MILLING

BAB VI MESIN MILLING

6.1 Prinsip Kerja Mesin Milling

  1. Main Drive

  Fungsi utama dari main drive adalah untuk menggerakkan spindle yang terletak pada arbor. Putaran dari motor listrik diteruskan ke speed gearbox dan diteruskan ke spindle melalui mekanisme belt. Putaran spindle akan menggerakkan arbor dan memutar milling cutter .

  2. Feed Drive

  Gerakan ini adalah gerakan pemakanan benda kerja terhadap milling cutter. Dengan memutar Table Transverse Handwheel untuk menggerakkan table kearah longitudinal, maka benda kerja akan terpotong oleh milling cutter.

6.2 Bagian-bagian Mesin Milling

  Pada dasarnya mesin milling mempunyai bagian-bagian sebagai berikut :

  Gambar 6.1 Bagian Utama Mesin Milling Horisontal Sumber : Laboratorium Proses Manufaktur I Teknik Mesin FT – UB (2016)

  1. Base

  Base adalah bagian yang menahan seluruh mesin, didalamnya terdapat bagian penting mesin seperti speed gear box dan sistem pelumas.

  2. Saddle

  Saddle terletak antara knee dan table . Saddle berfungsi untuk menggerakkan benda kerja pada table secara transversal.

  3. Table

  Table terletak diatas saddle,dan mempunyai fungsi sebagai tempat benda kerja.Table dapat digerakkan kerarah longitudinal.

  4. Knee

  Knee atau lutut adalah tempat kedudukan saddle,dan knee dapat digerakkan kearah vertikal (naik turun) dengan diatur oleh poros berulir yang menopangnya.

  5. Over arm

  Merupakan penopang ujung poros frais yang secara umum ditemukan pada mesin milling horizontal. Bagian ini menentukan penyetelan posisi arbor pada maksimum panjang arbor tersebut dan meng-klemnya pada posisi yang diinginkan.Overarm terletak diatas base secara horisontal.

  6. Spindle

  Spindle menyediakan tenaga bagi putaran pisau frais dengan menyalurkannya ke arbor. Spindle merupakan poros utama mesin MILLING.

  7. Arbor Arbor adalah tempat kedudukan pahat pisau frais.

  8. Index dividing head

  Merupakan alat yang digunakan untuk memutar membagi benda kerja melalui besar sudut tertentu,sehingga menghasilkan pemotongan dengan jarak yang sama.

  9. Gear box

  Gear box merupakan sistem transmisi yang berfungsi untuk mengatur kecepatan putar pahat.

6.3 Macam-macam Mesin Milling

  a. Berdasarkan posisi cutting tool 1.Vertical milling machine EMCO F3

  Gambar 6.2 Vertical Milling Machine EMCO F3 Sumber : Laboratorium Proses Manufaktur I Teknik Mesin FT – UB (2016)

  Spesifikasi

   Type

  : Emco F3

   Produksi

  : Maier Co - Austria

   Motor

   Spindle speed (rpm) : 80 -160 – 245 – 360 – 490 - 720 – 10 – 20

  2. Universal milling machine X6328B

  Gambar 6.3 Universal Milling Machine X6328B Sumber : Laboratorium Proses Manufaktur I Teknik Mesin FT – UB (2016)

  Spesifikasi

   Type

  : X6328B

   Max. drilling diameter

  : 28 mm

   Max. automatic drilling diameter : 10 mm (cast iron)  Max. vertical milling diameter

  : 20 mm

   Spindle speed rangerpm

  : 80 – 5440(V) 38-1310(H)

   Table dimensions

  : 1120 x 260 mm

   Table travel

  : 600 x 270 mm

   Main motor

  : 3 HP

   Overall dimensions

  : 1710 X 1480 X 2100 mm

  3. Mesin Milling Horizontal

  Gambar 6.4 Mesin Milling Horizontal Sumber : Laboratorium Proses Manufaktur I Teknik Mesin FT – UB (2016)

  Spesifikasi  Type

  : X5012

   Produksi

  : Jiangsu - China

   Working table area : 125 x 500 mm  Spindle speeds range : 120-1830 rpm  Main motor power : 1.5 kW  Working table area : 125 x 500 mm  Spindle speeds range : 120-1830 rpm  Main motor power : 1.5 kW

  1. Mesin Milling Copy

  Merupakan mesin Milling yang digunakan untuk mengerjakan bentukan yang rumit. Maka dibuat master mal yang dipakai sebagai referensi untuk membuat bentukan yang sama

  Gambar 6.5 Mesin Milling Copy Sumber : Permana (2015)

  2. Mesin Milling Hobbing

  Merupakan mesin Milling yang digunakan untuk membuat roda gigi gear dan sejenisnya ( sprocket dll ). Alat potong yang digunakan juga spesifik, yaitu membentuk profil roda gigi ( Evolvente ) dengan ukuran yang presisi.

  Gambar 6.6 Mesin Milling Hobbing Sumber : Permana (2015)

  3. Mesin Milling Gravier

  Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar atau tulisan dengan ukuran yang dapat diatur sesuai keinginan dengan skala tertentu.

  Gambar 6.7 Mesin Milling Gravier Sumber : Permana (2015)

  4. Mesin Milling Planner

  Merupakan mesin yang digunakan untuk memotong permukkan ( face cutting ) dengan benda kerja yang besar dan berat.

  Gambar 6.8 Mesin Milling Planner Sumber : Permana (2015)

  5. Mesin Milling CNC

  Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan bentukan – bentukan yang lebih komplek. Merupakan pengganti mesin Milling copy dan gravier. Semua control menggunakan sistem electronic yang komplek ( rumit ). Dibutuhkan operator yang ahli dalam menjalankan mesin ini. Harga mesin CNC ini sangat mahal.

  Gambar 6.9 Mesin Milling CNC Sumber : Permana (2015)

6.4 Jenis-jenis Pemotongan pada Mesin Milling

  1. Climb milling

  Climb milling adalah proses pengerjaan benda dengan menggunakan mesin milling, dimana arah mata pahat dari pahat milling mengarah masukke dalam benda kerja. Benda yang dikerjakan dengan metode ini cenderung memiliki hasil yang lebih halus daripada dengan metode konvensional. Pengerjaan benda dengan metode ini juga menyebabkan ketebalan benda gaya yang dialami pahat ketika mengenai benda kerja menjadi berkurang sehingga umur pahat menjadi lebih panjang. Tapi metode ini hanya bisa digunakan pada mesin milling yang kokoh atau sedang dalam kondisi baik. Kelebihan climb milling:

  a. Hasil permukaan lebih halus

  b. Dapat untuk mengerjakan benda-benda yang tipis

  c. Umur Cutter akan lebih awet

  Kekurangan climb milling:

  a. Pemakanan lebih lama daripada conventional milling

  Gambar 6.10 Climb Milling Sumber :Permana (2015)

  2. Conventional milling

  Conventional milling adalah proses pengerjaan benda kerja denganmenggunakan mesin miling, dimana arah mata pahat dari pahat milling mengarah keluar benda kerja. Benda yang dikerjakan dengan metode ini cenderung memiliki permukaan yang kurang baik, tidak halus, karena chip yang dihasilkan oleh mata pahat pertama terdorong mengarah ke depan sehingga berpotensi mengganggu jalannya mata pahat itu sendiri. Selain itu dibutuhkan gaya yang lebih besar juga ketimbang metode climb milling. Tapi kelebihan metode ini bisa digunakan di hampir semua jenis mesin milling.

  Kelebihan conventional milling:

  a. Pemakanan lebih cepat daripada climb milling

  b. Bisa dipakai untuk semua jenis mesin Kekurangan conventional milling:

  a. Hasil permukaan kurang baik

  b. Umur cutter kurang lama

  Gambar 6.11 Conventional Milling Sumber: Permana (2015)

  3. Neutral milling

  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.

  Gambar 6.12 Neutral Milling Sumber: US Army Correspondence Course Program (1988)

6.5 Fungsi Mesin Milling

  Mesin miling berfungsi untuk membuat roda gigi, membuat alur, memotong, meratakan, dan membuat lubang pada benda kerja. Tergantung milling cutter yang digunakan. Karena miling cutter memiliki fungsinya masing-masing.

6.6 Macam-macam Milling Cutter

  Alat potong mesin milling memilikii banyak sekali jenis dan bentuknya, baik pada mesin milling vertikal maupun horizontal. Pemilihan pisau berdasarkan pada bentuk benda kerja serta mudah atau kompleksnya benda kerja yang dibuat. Adapun jenis-jenis pisau frais, antara lain :

  1. Pisau mantel (helical milling cutter), pisau jenis ini dipakai pada mesin frais horisontal. Biasanya digunakan untuk pemakanan permukaan kasar (roughing) dan lebar.

  Gambar 6.13 Cutter Mantel Sumber :Permana (2015)

  2. Pisau alur (slot milling cutter), berfungsi untuk mebuat alur pada bidang permukaan benda kerja.

  Gambar 6.14 Pisau Alur Dan Penggunaanya Sumber : Permana (2015)

  3. Pisau frais gigi (gear cutter), ini digunakan untuk membuat roda gigi sesuai jenis dan jumlah gigi yang diinginkan.

  Gambar 6.15 Gear Cutter Sumber : Permana (2015)

  4. Pisau frais radius cekung (convex cutter), pisau jenis ini digunakan untuk membuatbenda kerja yang bentuknya memiliki radius dalam (cekung).

  Gambar 6.16 Cutter Radius Cekung Sumber : Permana (2015)

  5. Pisau frais radius cembung (concave cutter), pisau jenis ini digunakan untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius luar (cembung).

  Gambar 6.17 Cutter Radius Cembung Sumber : Permana (2015)

  6. Pisau frais alur T (T slot cutter), pisau jenis ini hanya digunakan untuk untuk membuat alur berbentuk “T” seperti halnya pada m

  Gambar 6.18 Cutter Alur T Sumber : Permana (2015)

  7. Pisau jari (end mill cutter), ukuran pisau jenis ini sangat bervariasi mulai ukuran kecil sampai ukuran besar. Cutter ini biasanya dipakai untuk membuat alur pada bidang datar atau pasak dan jenis pisau ini pada umumnya dipasang pada posisi tegak (mesin frais vertikal), namun pada kondisi tertentu dapat juga dipasang posisi horizontal yaitu langsung dipasang pada spindel mesin frais.

  Gambar 6.19 Cutter Endmill sumber : Permana (2015)

  8. Pisau frais muka dan sisi (shell endmill cutter), jenis pisau ini memilki mata sayat dimuka dan disisi, dapat digunakan untuk mengefrais bidang rata dan bertingkat. Gambar 4.24 menunjukkan pisau frais muka dan sisi.

  Gambar 6.20 Shell Endmill Cutter Sumber : Permana (2015)

  9. Pisau frais pengasaran (heavy duty endmill cutter), pisau jenis ini mempunyai satu ciri khas yang berbeda dengan cutter yang lain. Pada sisinya berbentuk alur helik yang dapat digunakan untuk menyayat benda kerja dari sisi potong cutter, sehingga cutter ini mampu melakukan penyayatan yang cukup besar

  Gambar 6.21 Pisau Pengasaran Sumber : Permana (2015)

  10. Pisau frais gergaji (slitting saw), pisau frais jenis ini digunakan untuk memotong atau membelah benda kerja. Selain itu juga dapat digunakan untuk membuat alur yang memilki ukuran lebar kecil.

  Gambar 6.22 Pisau Frais Gergaji Sumber : Permana (2015)

6.7 Index Dividing Head

  Index dividing head adalah alat yang gunanya untuk membagi sudut dari bendayang difrais sehingga menghasilkan pembagian yang sama.

  Chuck

  Stopper Pin

  Index Crank

  Index Plate

  Gambar 6.23 Index Dividing Head Sumber: Laboratorium Proses Manufaktur I Teknik Mesin FT – UB (2016)

  Alat ini sangat penting khususnya di waktu membuat segi yang sama sisi pada suatu batang bulat, misalnya segi 4, 6, 8 dan seterusnya atau diwaktu membuat gigi-gigi untuk roda gigi. Di dalam alat ini terdapat roda gigi cacing yang bergigi 40 atau 60. Yang digunakan dalam praktikum ini adalah yang bergigi 60. Roda gigi ini diputar oleh poros yang berulur cacing. Perbandingan putaran antara poros dan roda gigi tersebut adalah 60:1, sehingga apabila poros diputar 60 kali, maka roda gigi akan berputar 1 kali. Karena roda gigi ini terpasang pada poros utama yang berhubungan langsung dengan benda kerja, maka jumlah putaran roda gigi tersebut sama dengan jumlah putaran benda kerja. Dengan demikian, jika poros berulir cacing berputar 1 kali, maka benda kerja akan berputar 160 putaran

  Pada poros berulir cacing ini dipasang piring pembagi yang berlubang-lubang kecil dalam jumlah banyak. Tetapi kedudukan lubang-lubang itu beraturan menurut garis lingkaran. Pada tiap-tiap garis lingkaran ditandai dengan angka-angka, misalnya 15, 16,

  17, 18, 19, 20, 21, 23 dan seterusnya; angka-angka ini menunjukkan jumlah lubang pada garis lingkaran tersebut.

  Gambar 6.24 Mekanisme dan bagian-bagian Index Dividing Head Sumber: Wiganda (1978)

  Selain piring pembagi, pada ujung ini dipasang pula suatu batang pemutar dan sepasang kaki jangka. Pada batang pemutar ini dipasang punca yang berpegas. Ujung punca akan masuk pada lubang yang terdapat pada piring pembagi jika kedudukannya tepat. Batang pemutar ini dapat diatur kedudukannya sehingga ujung punca akan masuk pada lubang yang terdapat pada garis lingkaran yang dikehendaki. Sedangkan kaki jangka gunanya untuk menentukan sudut dan kedudukan puncak.

   Pembagian Langsung

  Pembagian yang digunakan untuk pembuatan segi banyak yang dapat dibagi dengan jumlah lubang pada piring pembagi tetap.Pada spindle dimana alat Pembagian yang digunakan untuk pembuatan segi banyak yang dapat dibagi dengan jumlah lubang pada piring pembagi tetap.Pada spindle dimana alat

  1. Pemotongan

  Agar benda kerja tidak bergerak, maka spindle dikunci dengan memasukkan pin pengunci ke dalam salah satu lubang pada piring pembagi 24 lubang, misalnya pada lubang bernomor 7.

  2. Benda kerja diputar dengan memutar engkol pemutar (setelah pin pengunci

  dibebaskan) ke kanan atau ke kiri, sampai pin pengunci dapat dimasukkan lagi ke dalam lubang bernomor 11 atau 3

  3. Demikian seterusnya sampai pemotongan yang ke-enam  Pembagian Tidak Langsung

  Pembagian ini dipakai apabila segi yang akan dibuat tidak dapat dikerjakan dengan menggunakan pembagian langsung, tetapi jumlah segi yang dapat dikerjakan masih terbatas pada jumlah lubang pada piring pembagi (yang dapat ditukar-tukar).Misal pembuatan segi : 9, 27, 58, 165, 312 dsb.

  Didalam housing kepala pembagi ada transmisi poros roda cacing dengan ratio i = 40:1. Poros cacing terhubung dengan engkol pemutar, sedangkan roda cacing terhubung dengan benda kerja, sehingga benda kerja berputar 1 kali, bila engkol

  diputar

  40kali.

  Gambar 6.25 Mekanisme Pembagian Tidak Langsung Sumber: Permana (2015)

  Rumus utama untuk pembagian tidak langsung adalah : nk = 40z nk = Putaran engkol Z = Jumlah segi yang dikerjakan

  Contoh : membuat segi 8 dan segi 17

  1. Untuk segi 8 : nk = 408 = 5 Maka untuk pembuatan segi 8, engkol diputar 5 x

  2. Untuk segi 17 :

  Harus sesuai dengan jumlah lubang pada piringan yang tersedia

  Lubang 34 terdapat pada piring pembagi yang tersedia. Karena angka 17 tidak terdapat pada jumlah lubang piringan, maka pecahan harus kita kalikan sampai ditemukan angka yang sesuai dengan lubang pada piringan, sehingga untuk pembuatan segi 17, engkol diputar 2x, ditambah 12 lubang pada piringan 34  Pembagian Differential

  Bilamana segi yang akan kita buat tidak dapat dikerjakan dengan menggunakan pembagian langsung maupun tidak langsung, maka diperlukan pembagian differential untuk proses tersebut.

  Prinsip pembagian differential adalah pada saat engkol diputar maka piringan pembagi juga akan ikut di putar dengan proses sebagai berikut :

  Gambar 6.26 Mekanisme Pembagian Differential Sumber: Permana (2015)

  1. Bila engkol diputar maka poros cacing, roda cacing serta benda kerja akan ikut berputar, demikian pula dengan rangkaian roda gigi ganti A-B-C-D, karena roda gigi A satu poros dengan roda gigi cacing dan benda kerja.

  2. Sedangkan roda gigi D yang berputar karena pergerakan dari roda gigi A, akan menggerakkan helical gear dan otomatis akan memutar piringan pembagi, karena satu poros.

6.8 Table Rotary

  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.

  Gambar 6.27 Table Rotary Sumber: Permana (2015)

6.9 Friction Stir Welding

  Las gesek dengan sumber panas berasal dari gesekan antara benda kerja dan pahat. Metode las gesek yang memanfaatkan gesekan antara benda kerja dengan pahat seperti ditunjukkan pada gambar 4.32. Umumnya proses ini digunakan untuk penyambungan pelat namun dapat juga digunakan untuk menyambung material berbahan polimer. Kedua pelat yang akan disambung dicekam berimpit, kemudian pahat berputar dan menekan di atas himpitan tersebut sehingga akan terjadi gesekan dan menimbulkan panas yang akan melunakkan sambungan pelat sehingga pelat tersebut menyatu tanpa melelehkan pelat.

  Friction stir welding juga merupakan metode pengelasan yang sangat efisien danaman karena tanpa memerlukan biaya logam pengisi. Di samping itu, kualitas hasil pengelasan friction stir welding memiliki permukaan yang lebih halus. Metode pengelasan ini juga ramah terhdap lingkungan karena tidak ada uap atau percikan dan tidak ada silauan busur nyala pada fusion.

  Gambar 6.28 Friction Stir Welding Sumber: Permana (2015)