BAB III Mesin Milling I
Tujuan Pembelajaran Umum : 1. Mahasiswa mengetahui tentang fungsi fungsi mesin milling. 2.Mahasiswa mengetahui tentang alat alat potong di mesin milling 3. Mahasiswa mengetahui tentang perlengkapan mesi milling. Tujuan Pembelajaran Khusus 1. Mahasiswa dapat menyebutkan fungsi fungsi mesin milling. 2. Mahasiswa dapat menyebutkan bagian bagain utama mesin milling. 3. Mahasiswa dapat menyebutkan macam macam alat potong beserta fungsinya. 4. Mahasiswa dapat menyebutkan perlengkapan mesin milling. 5. Mahasiswa dapat menyebutkan sudut sudut pada alat potong mesin milling.
Teknik Pemesinan I
V-1
V.1.
Fungsi fungsi mesin milling. Mesin milling dirancang dengan prinsip kerja alat potong berputar dan benda kerja diam. Pada umumnya bentuk alat potong di mesin milling adalah silinder. Dengan prinsip kerja seperti tersebut maka mesin milling berfungsi atau dapat menghasilkan bentuk bentuk seperti :
Bidang datar dan sejajar
Bidang bidang miring
Bentuk Alur
Roda gigi (dengan alat bantu)
Bentuk Alur T
Segi banyak beraturan (dengan alat bantu)
Gambar V-1 Benda kerja hasil milling.
V.2.
Gerakan gerakan pada mesin milling. Gerakan utama (Putaran alat potong) yang dipasang pada poros utama. Sisi potong dibuat melingkar sehingga gerakan pemotongan menjadi putaran alat potong itu sendiri.
Gambar V-2 Gerakan utama (putaran alat potong)
Teknik Pemesinan I
V-2
Gerakan kedalaman pemakanan, Gerakan ini untuk memungkinkan terjadinya pemakanan. Besarnya gerakan ini tergantung pada besarnya alat potong dan jumlah gigi pada alat po tong terdebut.
Gambar V- 3 Gerak kedalaman pemakanan. Gerak pemakanan, benda kerja bergerak relative terhadap alat potong sepanjang benda kerja.
Gambar V- 4 Gerak Pemakanan
V.3.
Tipe pemotongan. Dilihat dari posisi alat potong, pemotongan pada mesin milling dibagi dalam dua tipe, tipe pemotongan muka dan tipe pemotongan sisi. Pada tipe pemotongan muka, bagian muka dari alat potong ikut memotong benda kerja. Pada umumnya tipe ini digunakan di mesin milling vertikal. Serta alat potong yang digunakan adalah alat potong yang mempunyai batang yang harus dicekam seperti endmill atau shell endmill.
Teknik Pemesinan I
V-3
Gambar V- 5 Tipe pemakanan muka.
Pada tipe pemotongan sisi, hanya bagian sisi dari cutter yang memotong benda kerja. Tipe ini sering digunakan pada mesin milling horizontal dengan jenis cutter yang berlubang untuk pencekamannya.
Gambar V- 6 Gerak pemakan sisi.
V.4.
Metoda Pemotongan. Metoda pemotongan pada proses milling adalah arah gerakan pemakanan relative terhadap arah putaran alat potong. Metoda pemotongan ini terdiri dari tiga macam, yaitu metoda pemotongan searah, metoda pemotongan berlawanan dan metoda pemotongan netral. Metoda pemotongan netral. Pada pemotongan dengan menggunakan diameter pisau milling yang sama dengan lebar benda kerja Awal pemotongan dimulai dengan metoda pemotongan berlawanan arah hingga pertengahan benda kerja. Pada metoda ini pemotongan benda kerja dimulai dari nol hingga maksimal pada tengah tengah benda kerja.
Teknik Pemesinan I
V-4
Mulai dari tengah tengah pemotongan hingga akhir pemotongan, aksi pemotongan menggunakan metoda searah, ketebalan pemotongan dimulai dari besar dan berangsur angsur mengecil.
Gambar V - 7 Pemakanan netral Pada proses pemotongan tersebut diatas, terjadi perubahan besar pemotongan yang berulang dari nol, maksimal dan kembali ke nol. Untuk menghidari pemotongan dengan perubahan yang terlalu besar maka gunakan diameter pisau milling sebesar 2/5 dari lebar benda kerja. Cara ini dikenal dengan metode pemakanan netral.
Gambar V – 8 Pemakanan netral
V.4.1. Metoda pemotongan searah Jika putaran cutter milling searah dengan gerak benda kerja, maka metode ini disebut dengan metode pemotongan searah. Pada metoda pemotongan searah, pemotongan dimulai dengan pemakanan besar dan berakhir dengan pemakanan nol. Metoda ini benda kerja cenderung ditarik oleh cutter sehingga hanya mesin milling yang mempunyai alat kerenggangan pada poros transporter meja mesin yang diperbolehkan memakai metoda ini.
Teknik Pemesinan I
V-5
Gambar V - 9 Metoda pemotongan searah tipe pemotongan sisi. Pada metoda pemotongan searah tipe pemotongan sisi, gaya pemotongan terbesar terjadi pada awal pemotongan sehingga benda kerja akan tertekan kebawah dimana dibagian bawah ini terdapat meja mesin. Dengan ini, maka pemotongan akan stabil kareana benda kerja akan tertahan oleh meja mesin. Metoda ini juga sangat baik bila digunakan pada benda kerja yang tipis.
Gambar V - 10 Metoda pemotongan searah tipe pemotongan muka.
V.4.2. Metoda pemotongan berlawanan; Jika putaran cutter milling berlawanan dengan gerak benda kerja, maka metode ini disebut dengan metode pemotongan berlawanan. Pada metoda pemotongan berlawanan, pemotongan dimulai dengan pemakanan kecil dan berakhir dengan pemakanan besar. Metoda ini benda kerja cenderung didorong oleh cutter sehingga metoda ini akan lebih aman bila digunakan pada mesin yang tidak mempunyai alat pengatur kerenggangan pada poros transporter meja mesin.
Teknik Pemesinan I
V-6
Gambar V - 11 Metoda pemotongan berlawanan tipe pemotongan sisi. Pada metoda pemotongan berlawanan tipe pemotongan sisi, gaya pemotongan terbesar terjadi pada akhir pemotongan sehingga benda kerja cenderung akan terangkat.
Gambar V - 12 Metoda pemotongan berlawanan tipe pemotongan muka.
V.5.
Tipe mesin milling dan bagian bagian utama mesin milling Dilihat dari posisi poros utama (Spindle) , mesin milling dibagi dalam 3 tipe : Tipe mesim milling Horisontal, alat potong ditempatkan pada poros utama (Spindle) yang posisinya horizontal. Tipe mesin milling Vertikal, alat potong ditempatkan pada poros utama (spindle) yang posisinya vertical. Tipe mesin milling universal, alat potong ditempatkan pada poros utama (spindle) yang posisinya dapat diubah antara vertical dan universal. Bila dilihat dari kemampuan pengerjaan, mesin milling dibagi dalam 2 tipe utama : Tipe mesin pengerjaan umum. Tipe mesin milling khusus, mesin dibuat untuk pembuatan benda benda tertentu seperti mesin milling untuk pembuatan roda gigi, gravier dll. Berikut adalah diagram macam macam mesin
Teknik Pemesinan I
V-7
Mesin Milling
Umum
Horisontal
Knee
Khusus
Vertikal
Bed
Knee
Mesin frais roda gigi
Universal
Bed
Knee
Mesin frais Cam
Mesin Frais grafier
Bed
Gambar V - 13 Diagram macam macam mesin.
Mesin milling tipe bed.
Mesin milling tipe knee Gambar V - 14 Miling tipe knee dan tipe bed
Perbedaan tipe bed dan tipe knee adalah : Meja pada tipe bed terletak pada base dan meja tidak bisa bergerak naik turun. Meja pada tipe knee didukung oleh ulir transportir vertikal sehingga meja dapat bergerak naik turun.
Teknik Pemesinan I
V-8
V.5.1.
Mesin milling horizontal; Mesin milling horizontal mempunyai poros utama (spindle) dengan posisi horizontal. Cutter dipasang pada arbor. Cutter yang biasanya digunakan pada mesin ini adalah cutter yang berlubang pada bagian tengahnya seperti slub cutter, sliting cutter atau cutter modul. Bila arbor panjang (long arbor) yang digunakan, maka arbor harus ditahan oleh arbor support agar arbor tidak lentur. Bagian utama mesin milling tipe Horisontal
A : Base B ; Elevating screw C; Knee D; Knee hand krank E; Saddle hand wheel F; Table G; Table hand wheel H; Spindle I ; Long Arbor J; Arbor support K; Iner arbor support L; Overarm
Gambar V – 15 Mesin milling tipe horisontal Bagian utama mesin milling tipe Vertikal
A : Base B ; Elevating screw C; Knee D; Knee hand krank E; Saddle hand wheel F; Table G; Vertical Spindle H; Spindle Head I ; Table hand wheel J; Saddle
Gambar V – 16 Mesin milling tipe Vertikal. Teknik Pemesinan I
V-9
Bagian utama mesin milling tipe Universal
A : Base B ; slevating screw C; Knee D; Knee hand krank E; Saddle hand wheel F; Table G; Vertical Spindle H; Horisantal Spindle I ; Table hand wheel J; Saddle K; Arbor support L; Overarm
Gambar V - 17 Mesin milling tipe universal V.6.
Perlengkapan utama pada mesin milling .
V.6.1.
Arbor: Arbor adalah salah satu alat pencekan cutter pada mesin milling. Terdapat dua jenis arbor, arbor pendek (Stub Arbor) dan arbor panjang (Long arbor). Arbor ini dipasang pada sumbu utama mesin milling (Spindle). Agar arbor kuat berada pada sumbu utama mesin maka ditarik oleh baut panjang (drawbar) pada ujung belakang arbor. Setiap arbor mempunyai bidang tirus dimana bidang ini yang akan masuk kedalam spindle mesin. Pemilihan arbor selain berdasarkan jenis cutter juga berdasarkan ukuran lubang spindle mesin.
Gambar V - 18 Pemasangan arbor pada spindle. Teknik Pemesinan I
V-10
Ukuran lubang spindle mesin biasanya sudah dibuat dalam beberapa standar, yang sering digunakan pada mesin milling adalah standar ISO dimana ukurannya adalah ISO 30, ISO 40, ISO 50 atau standar standar lain. Pasak pada spindle mesin dan alur pasak pada arbor harus masuk dengan benar pada saat pemasangan arbor ke dalam spindle mesin, keduanya berfungsi meneruskan putaran dari spindle ke arbor dan pada akhirnya ke cutter. Untuk menjaga agar lubang spindle tidak tusak (cacat), maka setiap pemasanagan arbor ke spindle mesin, bagian bidang tirus pada spindle dan arbor harus bersih dari kotoran terutama kotoran logam sisa pemotongan.
V.6.2.
Arbor pendek (Stub Arbor)
Gambar V - 19 Pemasangan cutter pada arbor pendek. Arbor pendek digunakan untuk mencekam cutter dengan jenis berlubang untuk pencekamannya. Sebagai penerus putaran dari arbor ke cutter maka dipasang pasak pembawa atau pasak yang dipasangkan ke alur pasak cutter. Baut digunakan agar cutter tidak keluar dari arbor arah aksial. Cutter yang sering dipasang pada arbor ini adalah shell-endmill.
Teknik Pemesinan I
V-11
V.6.3.
Long arbor;
Gambar V - 20 Pemasangan cutter pada long arbor.
Long Arbor biasanya digunakan untuk mencekan cutter slab, cutter alur dll. Bentuk utama dari cutter yang dapat dicekam pada long arbor adalah mempunyai lubang sebagai pencekaman. Pada long arbor dilengkapi oleh beberapa ring pemisah (spacing collar) agar cutter dapat dicekam diantaranya. Bantalan collar digunakan sebagai penyangga arbor agar tidak lentur. Untuk mencekan cutter diantara ring pemisah digunakan mur pengencang diujung arbor.
V.6.4.
Collet Adapter;
Gambar V - 21 Coolet adaptor
Collet adapter bentiuknya hamper sama dengan slub arbor, namun pada salah satu sisi terdapat mur dan didalamnya dapat dipasang collet. Collet adalah satu selongsong yang mempunyai bentuk khusus dan berlubang pada bagian tengahnya. Lubang ini mempunyai ukuran yang presisi. Apabila collet dipasangkan pada adapternya dan mur dikencangkan, maka lubang collet akan mengecil dan akan mencekam cutter. Collet mempunyai beberapa tipe dan salah satunya yang sering digunakan pada mesin milling adalah tipe W. Tipe ini mempunyai jangkauan mencekam sebesar 1 mm. Karena jamngkauannya hanya 1 mm maka Teknik Pemesinan I
V-12
adapter collet selalu dilengkapi dengan beberapa ukuran. Ukuran biasanaya mempunyai tahapan 1 mm. misalnya 1 mm, 2 mmm 3 mmm dst. V.6.5. Ragum mesin. Ragum mesin digunakan untuk mencekam benda kerja. Ragum mesin dipasang pada meja mesin dengan bererapa kententuan : - Bidang antara meda dan ragum harus bersih terutama dari serpihan logam (tatal). Hal ini untuk menjamin kesejajaran anatara bidang ragum dengan gerakan meja. - Bila ragum dapat diputar posisinya maka untuk menjamin kesikuan ragum harus diperikasa dan diatur agar benar benar tegak lurus dengan gerakan meja. Gunakan dial indicator untuk memeriksa kesejajaran ragum.
Gambar V - 22 Ragum mesin dan cara pengaturan kesejajarannya
V.6.6. Paralel Pad digunakan untuk mengetahui apakah benda kerja telah benar benar terpasang dengan benar pada ragum. Kadang kadang benda kerja tidak dapat dilihat dengan benar apakah sudah benar atau masih miring posisinya di ragum. Bila menggunakan parallel pad pada bagian bawah benda kerja, kita dapat memastikan bahwa benda kerja sudah benar pada posisinya dengan menggerakan parallel pad. Selain fungsi tersebut, parallel pad berguna juga sebagai ganjal bila benda kerja terlalu pendek. Parallel pad selalu terdiri dari satu pasang yang ukurannya sama. Terbuat dari baja yang dikeraskan permukaannya.
Gambar V - 23 Parallel pad dan pemasangannya pada ragum Teknik Pemesinan I
V-13
V.7.
Alat potong pada mesin milling. Bila dilihat dari sistim pencekaman, alat potong pada mesin milling terbagi dalam dua bagian besar. Alat potong dengan pencekaman pada lubang dan alat potong dengan pencekaman pada poros/batang.
Gambar V – 24 Cutter milling.
V.7.1.
Alat potong dengan pencekaman pada poros/batang
V.7.1.1.
End Mill End mill digunakan untuk mengerjakan alur atau bidang datar yang tidak terlalu lebar. Endmill ini dapat dioperasikan untuk tipe pemotongan muka atau sisi. Pencekaman yang digunakan pada umumnya menggunakan collet adaptor. Bahan yang digunakan untuk pembuatan endmill biasanya HSS atau carbide. Gambar IV - 24
Gambar V – 25 End mill dan Tipe pemakan pada endmill
Teknik Pemesinan I
V-14
V.7.1.2.
T-slot. T_slot cutter digunakan untuk pembuatan alur alur T dimana alur T ini sering dijumpai pada kontruksi mesin. Pembuatan alur T harus dibantu dengan cutter endmill karena bagian batang dari cutter Alur T tidak dapat memotong benda kerja.
Gambar V - 26 T-Slot cutter dan Alur T
V.7.2.
Alat potong dengan pencekaman pada lubang.
V.7.2.1.
Plain milling cutter / Slub cutter; Digunakan untuk pengerjaan permukaan datar dan lebar. Cuuter ini hanya dapat memotong benda kerja pada bagian sisinya saja sehingga bagian muka harus bebas dari gesekan dengan benda kerja.
Gambar V - 27 Plain milling cutter
V.7.2.2.
Shell and face milling cutter / side and face cutter ; Digunakan untuk mengerjakan bentuk alur, bentuk bertingkat. Diberi nama shell and face milling cutter karena baik bagian sisi dan muka cutter dapat memotong benda kerja.
Gambar V - 28 Shell and face milling cutter. Teknik Pemesinan I
V-15
V.7.2.3.
Gear Cutter Cutter ini salah satu cutter bentuk, digunakan untuk pembuatan roda gigi. Menurut bentuk standar roda gigi terdapat dua jenis cutter ini, Modul untuk standar metris dan DP untuk standar British.
Gambar V - 29 Gear Cutter. V.7.2.4.
Shell endmill; Digunakan untuk pengerjaan bidang datar serta membentuk sudut. Cutter ini dicekam dengan bantuan arbor pendek. Sering digunakan pada mesin milling vertikal. Dapat memotong tipe muka dan sisi.
Gambar V - 30 Shell end mill.
Teknik Pemesinan I
V-16
V.8.
Perhitungan RPM (n), Kedalaman pemotongan (a) dan Gerak pemakanan (f,feed). Besaran gerakan utama ini adalah RPM dimana besarnya tergantung pada diameter alat potong, bahan alat potong dan bahan benda kerja. Rumus yang diapakai untuk 1000 menentukan besaran nya n adalah = Dimana : n adalah putaran alat potong (Rpm) Vc adalah kecepatan potong yang diijinkan (m/menit) d adalah diameter alat potong. Penentuan Vc terhantung pada bahan benda kerja, bahan alat potong dan jenis alat potong. End mill Vc Carbon steel hingga 65 kgf/mm2 Alloy steel annealed hingga 75 kgf/mm2 Alloyed steel, tempered hingga 100 kgf/mm2
Shell end mill Vc f
f
17
22
50
120
17
22
100
70
15
19
40
100
14
18
90
55
13
17
20
65
10
14
55
42
Cast iron hingga 180 Brinell
15
19
60
120
12
18
140
70
Brass
35
55
80
120
36
55
190
150
Light metal
160
180
90
120
200
250
250
110
Plain milling Cutter Vc f Carbon steel 65 kgf/mm2
17
22
100
60
14
18
80
50
10
14
80
36
Cast iron hingga 180 Brinell
12
18
120
60
Brass
35
30
70
50
Light metal
200
250
200
100
Alloy steel annealed hingga 75 kgf/mm2 Alloyed steel, tempered hingga 100 kgf/mm2
Vc minimal bila pekerjaan pengasaran dan Vc makimal bila pekerjaan halus. f makimal bila pekerjaan pengasaran dan f minimal bila pekerjaan halus.
Teknik Pemesinan I
V-17
