Mesin Frais atau Milling

 v  Pengertian Mesin Frais

Mesin frais adalah mesin perkakas yang digunakan untuk mengerjakan atau menyelesaikan suatu benda kerja dengan menggunakan pisau frais (Cutter) sebagai alat potong/ pahat penyayat yang berputar pada sumbu mesin.

v  Prinsip Kerja Mesin Frais
          Alat potong mesin frais berputar, sedangkan benda kerjanya bergerak mendatar atau melintang secara perlahan

v  Gerakan pada mesin frais

           Mesin frais sendiri mampu mengasilkan beberapa gerakan potong yang berbeda, nah gerakan ini bisa mempengaruhi hasil benda kerja pada umumnya, berikut ini jenis gerakan yang ada pada mesin milling :

A.    Gerakan Utama

         Adalah gerakan yang terbentuk oleh putaran alat potong pada spindel utama, biasanya gerakan ini mempunyai satuan bilangan RPM / Rotasi Per Menit.

B.     Gerakan Pemakanan

        merupakan gerakan yang di hasilkan oleh benda kerja pada waktu proses pemotongan, gan satuan gerakan pada bilangan ini adalahg MM/Menit

C.     Gerakan Setting

        Yang terakhir adalah gerakan benda kerja pada alat potong

v  Metode pengefraisan

A                                                 B

A.    Conventional milling
           Merupakan cara pengefraisan dimana putaran cutter berlawanan arah dengan gerakan benda kerja
B.     Climb milling

            Merupakan cara pengefraisan dimana putaran cutter searah dengan gerakan benda kerja 

  vBentuk atau Hasil dari Pengefraisan

           Mesin frais mempunyai beberapa hasil bentuk yang berbeda, dikarenakan cara pengerjaannya. Berikut ini bentuk - bentuk pengfraisan yang bisa dihasilkan oleh mesin frais :

1. Bidang rata datar

2. Bidang rata miring menyudut

3. Bidang siku

4. Bidang sejajar

5. Alur lurus atau melingkar

6. Segi banyak beraturan atau tidak beraturan

7. Pengeboran lubang atau memperbesar lubang

8. Roda gigi lurus, helik, paying, cacing

9. Nok/eksentrik, dll.

vJenis - Jenis Mesin Frais

A.    Berdasarkan posisi spindel utama

1.      Mesin frais horisontal

       merupakan mesin frais yang poros utamanya sebagai pemutar dan pemegang alat potong pada posisi mendatar. frais horizontal dapat digunakan untuk mengejakan pekerjaan sebagai berikut ini antara lain :

A. mengfrais rata.

B. mengfrais alur.

C. mengfrais roda gigi lurus.

D. mengfrais bentuk.

E. membelah atau memotong.

2.      Mesin frais vertical

       merupakan mesin frais dengan poros utama sebagai pemutar dengan pemegang alat potong dengan posisi tegak.

mesin frais vertikal dapat digunakan untuk mengerjakan pekerjaan sebagai berikut :

A. mengfrais rata.

B. mengfrais ulur.

C. mengfrais bentuk.

D. membelah atau memotong.

E. mengebor.

3.      Mesin frais universal

       Mesin ini merupakan gabungan dari mesin frais horizontal dan vertical, akan tetapi tidak dapat digunakan secara bersamaan.

4.      Mesin frais CNC 

       Mesin frais CNC merupakan mesin frais vertikal yang dikendalikan dengan sistem komputer dan numerik.

B.    Berdasarkan fungsi penggunaan

1.      Plano milling

       Merupakan mesin yang digunakan untuk memoting permukaan (face cutting) dengan benda kerja yang sangat besar

2.      Surface milling

       Untuk produksi masal, kepala spindel dan cutter naik turun.

3.      Tread milling

       Mesin Frais yang digunakan untuk pembuatan ulir.

4.      Gear milling/ mesin milling hobbing

       Merupakan mesin frais ayang 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.

5.      Copy milling

Merupakan mesin 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 :

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

B.     Sistem menuju 1 titik, yaitu tekanan guide tertuju pada satu titik dari master.

6.      Mesin milling gravier

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

vBagian - Bagian Mesin Frais

1.      Spindel utama

      Merupakan bagian yang terpenting dari mesin milling. Tempat untuk mencekam alat potong. Di bagi menjadi 3 jenis :

A.    Vertical spindle

B.     Horizontal spindle

C.     Universal spindle

2.      Meja atau table

       Merupakan bagian mesin milling, tempat untuk clamping device atau benda kerja. Di bagi menjadi 3 jenis :

A.    Fixed table

B.     Swivel table

C.     Compound table

3.      Motor drive
       Merupakan bagian mesin yang berfungsi menggerakkan bagian – bagian mesin yang lain seperti spindle utama, meja dan pendingin (cooling). Pada mesin milling sedikitnya terdapat 3 buah motor :

A.    Motor spindle utama

B.     Motor gerakan pemakanan ( feeding )

C.     Motor pendingin ( cooling )

4.      Tranmisi
       Merupakan bagian mesin yang menghubungkan motor penggerak dengan yang digerakkan.

Berdasarkan bagian yang digerakkan dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

A.    Transmisi spindle utama

B.     Transmisi feeding

Berdasarkan sistem tranmisinya dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

A.    Transmisi gear box

B.     Transmisi v – blet

5.      Knee
      Merupakan bagian mesin untuk menopang / menahan meja mesin. Pada bagian ini terdapat transmisi gerakan pemakanan ( feeding ).

6.       Column / tiang
       Merupakan badan dari mesin. Tempat menempelnya bagian – bagian mesin yang lain.

7.      Base / dasar
       Merupakan bagian bawah dari mesin milling. Bagian yang menopang badan / tiang. Tempat cairan pendingin.

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

A.    Mekanik

B.     Electric

Dibagi menjadi 2 bagian :

1.      Sederhana

2.      Komplek ( CNC )

v  Perlengkapan Mesin Frais

A.    Ragum

       Benda kerja yang akan dikerjakan dengan mesin frais harus dijepit dengan kuat agar posisinya tidak berubah waktu difrais, berdasarkan gerakannya, ragum dapat dibagi menjadi 3, yaitu :

·         Ragum biasa

Digunakan untuk menjepit benda kerja yang bentuknya sederhana dan biasanya hanya digunakan untuk mengefrais bidang datar saja

·         Ragum berputar

Digunakan untuk menjepit benda kerja yang harus membentuk sudut pada spindel.

·         Ragum universal

Ragum ini mempunyai 2 sumbu perputaran, sehingga dapat diatur letaknya, baik secara horisontar maupun vertikal.

B.     Dividing head (Kepala Pembagi)

Digunakan untuk membentuk segi banyak beraturan pada poros yang panjang. Pada peralatan ini biasanya dilengkapi dengan plat pembagi yang berfungsi untuk membantu pembagian yang tidak dapat dilakukan dengan pembagian langsung.

C.     Tail Stock (Kepala Lepas)

Kepala lepas digunakan untuk menyangga benda kerja yang dikerjakan dengan dividing head. Sehingga waktu disayat benda kerja tidak terangkat atau tertekan ke bawah.

D.    Arbor

Berdasarkan fungsinya Arbor dibagi menjadi beberapa, yaitu :

1.      Drill Chuck Arbor
       Alat ini dipakai untuk mencekam mata bor, tool lain yang berdiameter kecil dan memiliki bentuk tangkai silindris.

2.      Sleeve Arbor

·         Sleeve Arbor for Cutter
Digunakan untuk mencekam End Mill Cutter yang memiliki bentuk tangkai taper atau konus.

·         Sleeve Arbor for Twist Drill
Digunakan untuk mencekam Twist Drill yang memiliki bentuk tangkai taper atau konus.

3.      Collet Arbor
       Digunakan untuk mencekam alat dengan tangkai silindris, dan didesain untuk mengambil sebuah diameter yang spesifik, dari alasan diatas maka standard collet (1 set) di langkahkan dengan penambahan 0,5 mm.

4.      Stub Arbor 

             Biasanya digunakan untuk mencekam Shell End Mill Cutter, dan beberapa tools lain yang memilikii lubang silindris ditengah, dan tanpa perlu menambahkan ring untuk membantu pencekaman.

    

5.      Short Arbor

   Clamping Tools ini digunakan untuk mencekam Shell End Mill Cutter dan beberapa tools lain yang memilikii lubang silindris ditengah, biasanya perlu ditambahkan ring untuk membantu proses pencekaman.

6.      Long Arbor

         Tools ini digunakan untuk mencekam Shell End Mill Cutter dan alat potong lain yang memiliki lubang silindris ditengah. Biasanya Arbor ini digunakan untuk Mesin Horisontal, dan juga ditambahkan ring untuk membantu pencekaman.

7.      Side Lock Arbor.

             Salah satu jenis Arbor yang digunakan untuk mencekam Cutter dengan tangkai silindris, dimana prinsip pencekamannya cukup sederhana dengan mengencangkan screw yang ada pada arbor, sehingga screw tersebut menekan cutter dan mengikatnya, untuk itu perlu ada bidang rata pada sisi tangkai cutter, agar bisa tercekam dengan baik.

8.      Boring Head Arbor
       Digunakan untuk mencekam boring tools, dimana dalam boring head biasanya disertai skala yang cukup teliti untuk pembuatan lubang yang memiliki ukuran presisi

v  Macam - Macam Alat Potong Mesin Frais

Alat potong yang digunakan pada waktu mengefrais ialah pisau frais (cutter). Bahan pisau frais umumnya terbuat dari HSS atau Carbida.

Jenis - jenis pisau frais :

1.      Pisau mantel (Helical Milling Cutter)

       Pisau jenis ini dipakai pada mesin frais horizontal. Biasanya digunakan untuk pemakanan permukaan kasar (Roughing) dan lebar.

2.      Pisau alur (Slot Milling Cutter)

       Pisau alur berfungsi untuk membuat alur pada bidang permukaan benda kerja. Jenis pisau ini ada beberapa macam yang penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan. Dipakai untuk mesin frais horisontal.

3.      Pisau modul atau pisau frais gigi (Gear Cutter)

        Pisau frais gigi ini digunakan untuk membuat roda gigi.

4.      Cutter radius cekung (Convex Cutter)

       pisau jenis ini digunakan untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius dalam (cekung).

5.      Cutter radius cembung (Concave Cutter)

       Cutter ini dipakai untuk membuat benda kerja yang bentukna memiliki radius luar (cembung).

6.      Cutter alur T (T Slot Cutter)

       Cutter ini dipakai untuk membuat alur berbentuk “T” seperti halnya pada meja mesin frais.

7.      Cutter ekor burung atau pisau frais sudut

       Pisau jenis ini digunakan untuk membuat alur berbentuk sudut yang hasilnya sesuai dengan sudut pisau yang digunakan. Pisau jenis ini memiliki sudut-sudut yang berbeda di antaranya: 30°, 45°, 50°, 60°, 70°, dan 80°.

8.      Pisau jari (Endmill 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).

9.      Pisau frais muka dan sisi (Shell Endmill Cutter)

       Jenis pisau ini memiliki mata sayat di muka dan di sisi, dapat digunakan untuk mengefrais bidang rata dan bertingkat.

10.  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.

11.  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 memiliki ukuran lebar kecil.

v Macam - Macam Penjepit

1.      Klem dan kelengkapannya

Alat pencekam sederhana yang digunakan untuk mencekam material di meja milling, dimana clamp digunakan sebagai pencekam sedangkan T-slot Bolt sebagai pengencangnya.

2.      Blok siku dan kelengkapnnya

Untuk benda-benda kerja yang difrais dengan kedudukan tegak atau berdiri, penjepitannya dapat dilakukan dengan menggunakan blok siku dan kelengkapannya.

3.      Blok V dan Kelengkapnnya

Untuk menjepit benda kerja yang bulat misalnya pada saat mengfrais alur-alur pasak pada poros dan semacamnya, penjepitan dilakukan dengan menggunakan block V dengan kelengkapan klem atau baut.

4.      Ragum (vises)

Ragum merupakan peralatan cekam yang paling sering digunakan pada proses pengefraisan. Ragum dapat digunakan untuk mencekam benda kerja berbentuk kotak, bulat, maupun menyudut yang dapat digunakan untuk mengefrais alur pasak, alur, permukaan datar, sudut, gigi rack, dan alur T (T slot). Terdapat tiga tipe ragum yang biasa digunakan di mesin frais. Ketiga ragum tersebut adalah:

  

·         Ragum biasa

Ragum biasa dikencangkan pada meja mesin frais dengan memanfaatkan alur T yang terdapat pada meja mesin frais. Ragum ini dapat dikencangkan secara cepat dengan menggunakan kunci .

·         Ragum berputar

Ragum ini sama dengan ragum lurus hanya ditambahkan pengatur sudut yang terdapat di bawahnya, sehingga ragum dapat diputar hingga 360⁰ pada arah horizontal.

·         Ragum universal

Ragum ini selain dilengkapi dengan pengatur sudut horizontal juga dilengkapi dengan pengatur sudut vertikal. Dengan kelengkapan ini ragum dapat diputar hingga 360⁰ pada arah horizontal dan 90⁰ pada arah vertikal.

5.      Kepala Pembagi

Kepala pembagi sangat cocok digunakan untuk pembuatan kepala baut, pengefraisan roda gigi, dan pengefraisan benda-benda silindris.

6.      Rotary Table

        Salah satu asesoris mesin milling yang biasa digunakan untuk membuat radius luar pada mesin Milling, pada saat proses penggerjaan biasanya ditambahkan clamp + center pin untuk mencekam benda kerja.

v  Cara Penjepitan benda kerja

Benda-benda kerja harus dikencangkan secara kukuh pada waktu pengefraisan, sebab bila benda kerja tersebut terlepas dapat berakibat hasil pengefraisan yang tidak sempurna, terjadinya kecelakaan dan retaknya pisau frais. Salah satu keberhasilan dalam pekerjaan pengefraisan adalah ketepatan menggunakan alat-alat penjepit benda kerja yang sesuai dengan bentuk benda yang akan difrais. Untuk benda kerja yang besar dengan pengefraisan rata, berbeda cara menjepitnya dengan benda kerja yang kecil dengan bentuk yang teratur, bulat, segiempat, bertingkat, dan semacamnya. Begitu juga alat-alat untuk menjepit benda kerja yang berbentuk roda gigi memerlukan penjepitan khusus.

Gambar Mesin Frais

 Sumber : http://teknikpemesinan01.blogspot.com/2016/09/mesin-frais-lengkap-milling-machine.html