Sejarah ditemukannya mesin FRAIS tugas

Sejarah ditemukannya mesin FRAIS
Mesin Milling ditemukan oleh Eli Whitney sekitar tahun 1818. Mesin Milling
ini melakukan operasi produksi suku cadang duplikat yang pertama dengan
pengendali secara mekanik arah dan gerakan potong dari perkakas mata
potong jamak yang berputar. Mesin Milling melemparkan logam ketika benda
kerja dihantarkan terhadap suatu pemotong yang berputar. Pemotong Milling
memiliki satu deretan mata potong pada kelilingnya yang masing-masing
berlaku sebagai pemotong tersendiri pada daur putaran. Benda kerja
dipegang pada meja yang mengendalikannya, antaranya terdapat pemotong
mesin Milling tersebut.Mesin Milling adalah mesin yang paling mampu
melakukan banyak tugas dari segala mesin perkakas. Permukaan yang datar
maupun berlekuk dapat dimesin dengan penyelesaian dan ketelitian istimewa.
Pemotong sudut, celah, roda gigi,dan ceruk dapat dapat digunakan dengan
menggunakan berbagai pemotong. Pahat gurdi, peluas lubang, dan bor dapat
dipegang dalam soket arbor dengan melepaskan pemotong dan arbor.
Karena semua gerakan meja mempunyai penyetelan mikrometer, maka
lubang dan pemotongan yang lain dapat diberi jarak secara cepat.Operasi
pada umumnya dilakukan oleh ketam, gurdi, mesin pemotong roda gigi, dan
mesin peluas lubang dapat dilakukan pada mesin milling. Mesin ini membuat
penyelesaian dan lubang yang lebih baik sampai pada batas ketelitian dengan
jauh lebih baik daripada mesin sekrap. Pemotong berat dapat diambil tanpa

banyak merugikan pada penyelesaian atau ketepatannya.Milling (Frais)
adalah proses menghilangkan/pengambilan fatal-fatal dari bahan atau benda
kerja dengan pertolongan dari alat potong yang berputar dan mempunyai sisi
potong, kecuali pahat potong yang bersisi tunggal yang
jugadigunakan.Mesin Milling adalah mesin perkakas untuk mengerjakan atau
menyelesaikan suatu benda kerja dengan mempergunakan pisau Milling
(cutter) sebagai pahat penyayat yang berputar pada sumbu mesin. Mesin
Milling termasuk mesin perkakas yang mempunyai gerak utama yang
berputar, Pisau Frais dipasang pada sumbu/arbormesin yang didukung
dengan alat pendukung arbor, jika arbor mesin berputar melalui suatu putaran
motor listrik maka pisau Frais akan ikut berputar, arbor mesin dapat ikut
berputar kekanan dan kekiri sedangkan banyaknya putaran dapat diatur
sesuai kebutuhan.
Struktur Mesin Frais
Ada mesin dimana benda kerjanya tidak bergerak namun perkakasnya
bergerak seperti mesin ketam, kempa gurdi (drill press), mesin frais (frais
machine) dan gerinda. Pada mesin pemotong frais, perkakas yang berputar
digunakan hanya pada perkakas pengebor. Mesin frais banyak digunakan

untuk memotong lubang lingkaran, membuat jalur pasak, membuat celah,

menggergaji, memfrais slab dan permukaan, memotong roda gigi dan untuk
membentuk benda yang bentuknya tidak umum. Tenaga untuk pemotongan
berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah
motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui
suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin
frais.Spindle mesin frais adalah bagian dari sistem utama mesin frais yang
bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran
atau gerakan pemotongan. Gerakan pemotongan pada cutter jika dikenakan
pada benda kerja yang telah dicekam maka akan terjadi gesekan/tabrakan
sehingga akan menghasilkan pemotongan pada bagian benda kerja. Hal ini
dapat terjadi karena material penyusun cutter mempunyai kekerasan diatas
kekerasan benda kerja
Bagian-Bagian Mesin Frais
Mesin frais dibangun dari banyak bagian yang masing-masingnya mempunyai
fungsi tersendiri. Elemen-elemen dasar tersebut antara lain: kepala
tetap (headstock), kolom, meja, sadel, bangku (bed),landasan, dan rel
melintang atau meluncur.
1.
2.


3.
4.
5.

6.

7.

Kepala Tetap (head stock) adalah bagian yang menggerakkan dan
mengumpan perkakas potong atau alat yang memutar komponen.
Spindel bisa berputar searah jarum jam ataupun berlawanan jarum
jam, Merupakan bagian yang terpenting dari mesin milling, yaitu tempat
untuk mencekam alat potong. Di bagi menjadi 3 jenis yaitu : Vertical
spindle,Horizontal spindle,Universal spindle.
Bangku atau dasar berfungsi untuk menyangga komponen lainnya.
Kolom menyediakan dukungan vertikal dan memandu kepala tetap
untuk mesin kelas tertentu.
Meja berfungsi untuk menyangga benda kerja atau bagian yang akan
dimesin dan untuk menyediakan penempatan serta penjepitan
benda kerja.Meja mesin di bagi menjadi 3 yaitu :Fixed Table,Swivel

table,Compound table
Landasan (runway) berfungsi membawa kolom pada mesin serut jenis
lantai dan meja putar. Kalau dasar kolom, kolom dan kepala tetap adalah
sebuah satuan integral maka elemen pendukung disebut bangku dan bukan
sebuah landasan meskipun keduanya sama dalam prinsip.
Penyangga ujung atau ekor tetap berfungsi sebagai penyangga luar
untuk perkakas potong atau benda kerja

8.

Tranmisi Merupakan bagian mesin yang menghubungkan motor
penggerak dengan yang digerakkan. Berdasarkan bagian yang digerakkan
dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
Transmisi spindle utama

1.
2.

Transmisi feeding
Berdasarkan sistem tranmisinya dibedakan menjadi 2 macam yaitu :


1.
2.

Transmisi gear box
Transmisi v – blet

9.

Control Merupakan pengatur dari bagian – bagian mesin yang bergerak. Ada 2 sistem kontrol
yaitu :

1.
2.

Mekanik
Electric
Dibagi menjadi 2 bagian :

1.

2.

Sederhana
Komplek ( CNC )

Prinsip kerja mesin Frais
Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi
gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut
akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar
pada spindel mesin milling.Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem
utama mesin milling yang bertugas untuk memegang dan memutar cutter
hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan.Gerakan
pemotongan pada cutter jika dikenakan pada benda kerja yang telah dicekam
maka akan terjadi gesekan/tabrakan sehingga akan menghasilkan
pemotongan pada bagian benda kerja.
Berbagai pengerjaan menggunakan mesin Frais
Pekerjaan yang dapat dikerjaan dengan mesin frais :
1.
2.
3.

4.
5.
6.
7.

Permukaan rata dan datar
Permukaan siku dan sejajar
Permukaan bersudut
Beralur dan berbentuk
Roda gigi
Benda-benda persegi
Nok/ eksentrik

8.

Pengeboran lubang/ memperbesar lubang
Jenis-jenis mesin Frais
Penggolongan mesin milling menurut jenisnya penamaannya disesuaikan
dengan posisi spindel utamanya, fungsi penggunaannya dan fungsi
pembuatan produknya, ada beberapa jenis mesin milling dalam dunia

manufacturing antara lain:
1.Mesin Milling Horizontal
Mesin milling jenis ini mempunyai pemasangan spindel dengan arah
horizontal dan digunakan untuk melakukan pemotongan benda kerja dengan
arah mendatar. Mesin ini termasuk tipe knee, namun bentuknya sama dengan
mesin frais universal. Biasanya digunakan untuk mengerjakan permukaan
datar dan alur. Tipe lain dari mesin ini adalah mesin frais type bed. Tipe bed
ini lebih kuat karena meja mesin ditahan sepenuhnya oleh sadel yang
terpasang pada lantai.
2.Mesin Milling Vertikal
Kebalikan dengan mesin milling horizontal, pada mesin milling ini
pemasangan spindel-nya pada kepala mesin adalah vertikal, pada mesin
milling jenis ini ada beberapa macam menurut tipe kepalanya, ada tipe kepala
tetap, tipe kepala yang dapat dimiringkan dan type kepala bergerak.
Kombinasi dari dua type kepala ini dapat digunakan untuk membuat variasi
pengerjaan pengefraisan dengan sudut tertentu. Posisi kepala ini dapat
dimiringkan kearah kiri atau kanan maksimal 600. Biasanya mesin ini dapat
mengerjakan permukaan bersudut, datar, beralur, melobang dan dapat
mengerjakan permukaan melingkar atau bulat.
3.Mesin Milling Universal

mesin Frais jenis ini pada dasarnya gabungan dari mesin frais horizontal dan
mesin frais vertikal.mesin ini dapat mengerjakan pekerjaan pengefraisan
muka, datar, spiral, roda gigi, pengeboran dan reamer serta pembuatan alur
luar dan alur dalam. Untuk melaksanakan pekerjaannya mesin frais dilengkapi
dengan peralatan yang mudah digeser, diganti dan dipindahkan. Peralatan
tambahan etrsebut berupa meja siku (fixed angular table), meja miring
(inclinable universal table), meja putar (rotery table) dan kepala spindel tegak
(vertical headspindle).Mesin milling ini mempunyai fungsi bermacam-macam
sesuai dengan prinsipnya, seperti :

a. Frais muka
b. Frais spiral
c. Frais datar
d. Pemotongan roda gigi
e. Pengeboran
f. Reaming
g. Boring
h. Pembuatan celah
4. Plano Milling
Untuk benda kerja yang besar dan berat.

5. Surface Milling
Untuk produksi massal, kepala spindel dan cutter dinaikturunkan.
6. Tread Milling
Untuk pembuatan ulir.
7. Gear Milling
Untuk pembuatan roda gigi.
8. Copy Milling
Untuk pembuatan benda kerja yang mempunyai bentuk tidak beraturan.
Berdasarkan fungsi penggunaannya, antara lain :
1.

Mesin Frais copy
Merupakan mesin Frais yang digunakan untuk mengerjakan bentukan yang rumit. Maka dibuat master /
mal yang dipakai sebagai referensi untuk membuat bentukan yang sama.
Mesin ini dilengkapi 2 head mesin yang fungsinya sebagai berikut :
a. Head yang pertama berfungsi untuk mengikuti bentukan masternya.

b. Head yang kedua berfungsi memotong benda kerja sesuai bentukan masternya.
Antara head yang pertama dan kedua dihubungkan dengan menggunakan sistem hidrolik. Sitem
referensi pada waktu proses pengerjaan adalah sebagai berikut :

1.
2.

Sistem menuju satu arah, yaitu tekanan guide pada head pertama ke arah master adalah 1 arah.
Sistem menuju 1 titik, yaitu tekanan guide tertuju pada satu titik dari master.

2.

Mesin Frais hobbing
Merupakan mesin milling yang digunakan untuk membuat roda gigi / gear dansejenisnya.Alat potong
yang digunakan juga spesifik, yaitu membentuk profil roda gigi ( Evolvente ) dengan ukuran yang presisi.

3.

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

4.

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

5.

Mesin milling CNC
Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan bentukan – bentukan yang
lebih komplek.Meruapakan penggangi 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.
Gerakan dalam mesin milling

Pekerjaan dengan mesin milling harus selalu mempunyai 3 gerakan kerja
yaitu:
1. Gerakan Pemotongan Sisi potong cutter yang dibuat berbentuk bulat dan
berputar dengan pusat sumbu utama.
2. Gerakan Pemakanan
Benda kerja digerakkan sepanjang ukuran yang akan dipotong dan
digerakkan mendatar searah gerakan yang dipunyai oleh alas.
3. Gerakan Penyetelan
Gerakan untuk mengatur posisi pemakanan, kedalaman pemakanan, dan
pengembalian, untuk memungkinkan benda kerja masuk ke dalam sisi potong
cutter, gerakan ini dapat juga disebut gerakan pengikatan

Cutter
Cutter pada mesin milling mempunyai bentuk silindris, berputar pada
sumbunya dan dilengkapi dengan gigi melingkar yang seragam.
Keuntungan cutter dibanding dengan pahat bubut dan pahat ketam adalah
setiap sisi potong dari pisau frais mengenai benda kerja hanya dalam waktu
yang pendek pada proses pemotongan selama 1 putaran pisau frais dan
pendinginannya pada waktu sisi potong mengenai benda kerja, maka hasilnya
cutter frais akan lebih tahan lama.Cutter biasanya terbuat dari HSS maupun
Carbide Tripped. Gigi cutter ada yang lurus maupun ada yang mempunyai
sudut, untuk yang bersudut (helix angle) dapat mengarah ke kanan dan
ke kiri.Adabeberapa jenis cutter yang masing-masing memiliki kegunaan yang
berbeda-beda misalnya :
Berdasarkan fungsi dan bentuknya



Cutter face cutting

1.

a. End Mill CutterMerupakan cutter dengan sisi potong pada ujung muka dan
pada sisi spiralnya, End Mill dibuat dari diameter 0.5 – 50 mm dengan tipe
tangkai yang bermacam – macam, ada yang bertangkai lurus dan ada yang
konus.
b. Shell End Mill CutterCutter type ini memiliki lubang berpasak pada bagian
tengah cutter yang berfungsi untuk pemasangan pada arbor, dibuat dengan
diameter antara 30 – 200 mm. Pada cutter ini terdapat sisi potong pada ujung
muka dan pada sisi spiralnya.
2.Cutter side cutting
1.

2.

3.

Plain Mill CutterCutter ini digunakan untuk pengefraisan
horisontal dari permukaan yang datar. Memiliki bentuk hampir sama
dengan SEMC tetapi cutter ini hanya memiliki sisi potong spiral pada
bagian meingkarnya, dan memiliki lubang berpasak untuk pemasangan
pada arbor.
Disk CutterCutter ini memiliki bentuk pipih dan dapat
digunakan pada pembuatan slot maupun slitting, sisi potong dari cutter
jenis ini ada yang rata, dan ada juga yang zig-zag.
Cutter profil
1.

Dove Tail Cutter

digunakan untuk menghasilkan profil dove tail (ekor burung) pada benda
kerja. Sisi potongnya berbentuk sudut 45o,60o atau 90o
T-slot Cutter

2.

digunakan untuk membuat alur berbentuk T. memiliki sisi potong di bagian
yang melingkar, dengan sudut helix yang saling berlawanan. T-slot Cutter ada
2 jenis, yaitu T-slot dengan shank rata dan T-slot dengan shank berulir.
Prisma Cutter

3.

digunakan untuk menghasilkan profil V pada benda kerja, dengan sudut
potong 45o, 600 dan 90o
Hobbing Cutter

4.

digunakan pada mesin milling hobbing, untuk menghasilkan profil berbentuk
roda gigi (gear).
Modul Cutter

5.

Cutter ini digunakan untuk membuat roda gigi dengan modul tertentu, dan
menggunakan mesin milling konvensional dalam pengerjaannya, bentuknya
hampir sama dengan cutter hobbing tetapi pipih.


Berdasarkan fungsi pengerjaannya

a. Cutter roughing
Cutter yang digunakan untuk proses roughing pada benda kerja, dimana
proses pengerjaan dilakukan dengan depth of cut yang besar.
b. Cutter finishing
Cutter yang digunakan untuk proses finishing, dengan depth of cut yang lebih
sedikit dibandingkan proses roughing, dan biasanya menghasilkan
permukaan yang lebih halus.