Mesin Frais (Milling Machine)

Mesin Frais (Milling Machine)

Mesin Frais Plano

Sahabat Rumah Cahaya, pada kesempatan kali ini saya akan menyajikan kembali artikel yang berkaitan dengan salah satu mesin perkakas yang banyak digunakan di laboratorium atau di bengkel-bengkel teknik, yaitu Mesin Frais (Milling Machine), setelah sebelumnya artikel tentang mesin bubut dan mesin sekrap telah postingkan di blog ini.

Mesin frais adalah salah satu mesin perkakas yang mempunyai gerak utama berputar. Mesin ini merupakan mesin perkakas yang dipergunakan untuk mengerjakan permukaan suatu benda kerja dengan menggunakan pahat frais. Inilah pengertian mesin frais. Sedangkan proses mengefrais adalah proses pengerjaan untuk pembuatan bidang rata, permukaan lengkung, alur, pembuatan gigi, dan pembuatan alur pasak. Dari sinilah kita juga bisa menyimpulkan apa itu kegunaan atau fungsi mesin frais.

Kualitas permukan yang dihasilkan oleh proses mengefreis masih kasar, sehingga untuk mencapai permukaan yang lebih halus perlu pengerjaan lebih lanjut, yaitu dengan proses menggerinda.

Gerakan penyayatan dilakukan dengan perkakas, sedangkan gerakan laju dilaksanakan oleh benda kerja. Meja mesin frais dapat bergerak dalam dua arah:

  1. Gerakan mendatar (membujur dan melintang)
  2. Gerakan tegak (naik turun)

Dengan tujuan untuk menyelenggarakan gerakan pokok dari proses pengefraisan, yang terdiri dari menggerakan benda kerja melawan atau terhadap pahat yang berputar.

Cara Kerja Mesin Frais

Ada 2 (dua) cara proses mengefrais, yaitu mengefrais selubung (plain milling) dan mengefrais muka (end milling).

1. Mengefrais Selubung (Plain Milling)

Sumbu perkakas frais sejajar dengan permukaan benda kerja yang sedang difrais. Perkakas frais berbentuk silinder, sedang pelaksanaan pemotongan dilakukan oleh mata potong yang ada di sekelilingnya. Bentuk geram yang dihasilkan seperti bentuk koma. Mengefrais selubung dibedakan menjadi:

a. Mengefrais selubung menyongsong (Up-cut Milling)

Gerakan umpan berlawanan dengan gerak putar perkakas frais, mata potong (gigi frais) bergerak dari bawah ke atas. Hal ini cenderung akan menggeserkan benda kerja dan mengangkatnya, selain itu sebelum mata potong (gigi frais) bagian terbawah melakukan pemotongan, terlebih dahulu akan menggesek ke permukaan benda kerja, sehingga mengakibatkan timbulnya panas yang lebih besar dan hal ini akan cepat menumpulkan perkakas freis.

b. Mengefrais selubung sejalan (Down-cut Milling)

Gerakan umpan sejalan / sejajar dengan gerak putar perkakas frais. Mata potong bergerak dari atas ke bawah. Hal ini cenderung akan menggeserkan benda kerja dan menekan benda kerja ke meja mesin frais.

Pemotongan dimulai dengan ketebalan geram yang paling besar dan menurun sampai ketebalan nol yang terjadi pada saat mata potong meninggalkan benda kerja, demikian juga gaya pemotongan akan dimulai dari gaya maksimal kemudian menurun sesuai gerakan mata potong sampai harganya nol ketika mata potong meninggalkan benda kerja.  Karena pemotongan dimulai dari tebal geram maksimal, maka tidak terjadi gesekan pendahuluan antara perkakas dan benda kerja, dengan demikian umur perkakas akan lebih tahan lama.

2. Mengefrais Muka (End Milling)

Sumbu perkakas mempunyai posisi vertikal terhadap permukaan benda kerja yang sedang difreis. Pemotongan dilakukan oleh mata potong yang ada pada keliling perkakas dan juga oleh bagian muka perkakas potong.

Pada proses mengefrais, pemotongan (pembentukan geram) terjadi akibat adanya perputaran perkakas frais relatif terhadap benda kerja.

Perkakas frais merupakan perkakas dengan mata potong jamak yang tersusun dalam suatu keliling lingkaran, atau dapat juga dipandang perkakas freis ini merupakan susunan beberapa pahat bubut yang disusun melingkar. Jumlah mata potong tergantung dari banyaknya gigi frais.

Permukaan perkakas frais merupakan gerak pemotongan atau gerak utama. ketebalan gerak maksimum diatur oleh gerak umpan, yaitu gerakan lurus dari benda kerja.

Setiap gigi (mata potong) hanya melakukan pemotongan pada sebagian dari periode waktu putar perkakas frais, bagian terbesar mata potong tersebut tidak melakukan pemotongan, dan waktu ini merupakan waktu untuk pendinginan mata potong tersebut. Dengan demikian tegangan yang terjadi pada perkakas frais tidak seberat seperti tegangan yang terjadi pada pahat bubut yang selama operasi pemotongan / pembubutan terus menerus melakukan pemotongan.

Jenis-jenis Mesin Frais dan Bagian-bagian Mesin Frais

Mesin frais mempunyai 2 tipe dasar menurut posisi spindel, yaitu:

  1. Mesin frais horizontal. Dimana pahat atau cutter diletakkan pada arbor horizontal.
  2. Mesin frais vertikal. Dimana pahat atau cutter diletakkan pada ujung dari spindel vertikal.

Perbedaan dari dua tipe dasar ini hanya ditunjukkan pada pemutar atau drive dan spindelnya, tetapi batang (column) pembawa meja, slide, dan meja adalah sama dalam setiap mesin.

Bagian-bagian Mesin Frais

Bagian-bagian Mesin Frais Vertikal & Horizontal Type Knee

Mesin Frais Horizontal Type knee

Letak poros utama (main spindle) mendatar atau sejajar benda kerja. Mesin freis ini biasa digunakan untuk frais datar dan frais alur. Bagian-bagian utama mesin frais horizontal tipe Knee adalah:

1. Column atau Tiang. Merupakan tempat spindle terpasang, di dalamnya terletak gigi sistem transmisi penggerak spindle utama.

2. Knee (Lutut). Di atasnya terletak atau terpasang Saddle, Knee juga terpasang pada peluncur atau pembawa (Slide Way atau Guide Way) yang ada pada column, sehingga Knee dapat digeserkan naik dan turun pada Column.

Usaha Percetakan Bagi Pemula
Bonus: " Desain2 Siap Edit & Flashdisk! "

3. Saddle. Dimana di atasnya terpasang Meja, sedangkan Saddle sendiri terpasang pada peluncur yang ada pada Knee, sehingga Saddle dapat digeserkan pada Knee untuk melakukan gerakan melintang dari Meja.

4. Meja (Table). Tempat dimana benda kerja dipasang dengan Penjepit (Clamp). Meja ini terpasang di atas Peluncur dari Saddle, sehingga dapat digeserkan di atasnya untuk melakukan gerak memanjang dari Meja.

5. Lengan Atas (Over Arm). Terpasang pada Knee dan dapat digeserkan maju mundur, yaitu untuk mengatur panjang lengan sesuai ukuran benda kerja yang difrais. Pada salah satu ujung lengan terpasang penahan arbor.

6. Arbor. Merupakan tempat dimana perkakas frais dipasang. Arbor ini dipasangkan pada Sepindle dan ikut berputar bersama spindle untuk melakukan gerakan utama.

7. Spindle Utama atau Poros Utama. Terpasang di dalam Knee dan ditunjang oleh bantalan (jenis bantalan luncur atau jenis bantalan peluru) yang mempunyai presisi tinggi.

Penggerak Gerakan Utama

Penggerak gerakan utama (putaran Spindle) berasal dari  putaran sebuah motor listrik yang dipasang di dalam atau menempel pada column. Putaran Spindle dibuat untuk mempunyai beberapa tingkat kecepatan putar, umumnya 12 tingkat kecepatan atau lebih. Hal ini dimaksudkan untuk mengatur kecepatan potong yang diperlukan disesuaikan dengan jenis bahan benda kerja dan perkakas potong serta ukurannya.

Penggerak Gerakan Umpan

Dilakukan oleh benda kerja yang terpasang di atas Meja. Gerak umpan ini dilakukan oleh gerakan Meja, baik secara manual melalui putaran Handweel atau secara otomatis.

Mesin Frais Horizontal Tipe Bangku

Kepala spindle dimana spindle terpasang, dapat digerakan dalam arah vertikal. Untuk ukuran mesin yang besar seringkali mempunyai beberapa spindle. Gerak umpan dilakukan oleh gerakan meja, dan mesin ini cocok untuk digunakan pada pekerjaan produksi massa.

Mesin Frais Vertikal

Mesin frais vertical, Seperti namanya sendiri mesin ini mempunyai spindle vertical terpasang di kepala. Mempunyai tipe kepala tetap, tipe kepala bergerak, atau tipe kepala yang dimiringkan. Kombinasi dari tipe kepala bergerak dan tipe kepala yang dimiringkan memungkinkan mendapatkan bermacam-macam sudut dengan sekali penyetelan dalam pengerjaan benda kerja.

Di banyak permesinan ini, biasa menggunakan pahat frais jari. Mesin freis vertical dapat bertipe Knee atau bertipe bed (bangku). Mesin ini dapat diubah-ubah seperti mesin frais universal, dank arena itu sering digunakan untuk membuat dies dan alat-alat press (tekan), pembuatan roda gigi, dan pengefraisan ulir.

Mesin Frais Vertikal Tipe Knee

Perbedaan utama dari kontruksi mesin freis vertikal tipe Knee dengan mesin frais horizontal tipe Knee adalah bahwa pada mesin ini letak spindle utama vertikal, tidak mempunyai komponen Over Arm dan Arbor, tetapi mempunyai Kepala Kitar (Rotary Head), sedangkan untuk komponen-komponen lainnya memiliki persamaan. Gerak utama dan gerak umpan tidak berbeda dengan gerak utama dan gerak umpan pada mesin frais horisontal.

Mesin Frais Universal

Yaitu mesin frais horizontal atau vertikal tipe Knee yang mejanya selain dapat digerakkan dalam arah memanjang, melintang dan naik turun, juga dapat digerakkan berputar pada sumbu horizontal dan vertikal (miring). Dengan demikian mesin ini dapat melakukan jenis pekerjaan yang lebih banyak, umpamanya pembuatan alur spiral.

Mesin Frais Plano (Plano Milling Machine)

Mesin ini digunakan untuk proses mengefrais benda-benda besar yang berat seperti pengerjaan peluncur atau pembawa (Slide way atau Guide way) dari Bed mesin bubut, Column mesin frais, Meja, dan lain-lain.

Mesin Frais Tiru (Copy Milling Machine)

Mesin ini digunakan untuk membuat matrys serta benda-benda yang mempunyai bentuk yang rumit lainnya. Bentuk benda kerja yang dihasilkan didapatkan dari pola yang ditiru.

Mesin Frais Pembuat Roda Gigi

Mesin ini digunakan khususnya untuk pembuatan roda gigi pada produksi massa, namun dapat juga digunakan untuk alur pasak pada poros atau pekerjaan lainnya yang mempunyai bentuk gigi pada bagian luarnya. Perkakas frais yang digunakan adalah perkakas freis bentuk, yang mempunyai bentuk sesuai dengan benda kerja yang dihasilkan. Perkakas frais bentuk tersebut adalah dari jenis perkakas frais selubung.

Macam-macam Perkakas / Alat Potong Mesin Frais

  1. Perkakas frais selubung (mantel): dengan mata potong (gigi) lurus atau berbentuk spiral, baik spiral kiri atau spiral kanan.
  2. Perkakas frais muka: mempunyai mata potong baik di sekelilingnya maupun pada bidang muka (ujungnya).
  3. Perkakas frais keping (cakram): mempunyai gigi lurus, bersilang, atau mempunyai gigi bentuk.
  4. Perkakas frais muka bersudut: digunakan untuk mengefrais bidang ynag mempunyai sudut atau kemiringan sembarang.
  5. Perkakas frais bentuk dengan macam-macam profil: digunakan untuk mengefrais permukaan yang mempunyai bentuk tertentu.
  6. perkakas frais gagang: mempunyai mata potong baik pada kelilingnya maupun pada ujungnya.

Dilihat dari bentuk pisaunya, terkadang macam-macam jenis pahat atau cutter frais ini dinamakan dengan:

  • Pisau sudut tunggal.
  • Pisau frais muka dan samping.
  • Pisau frais sudut bulat tunggal.
  • Pisau frais dengan sudut yang sama.
  • Pisau frais silindris.
  • Pisau frais cembung.
  • Pisau frais cekung.
  • Pisau frais ujung (jari).
  • Pisau frais alur pasak woodruff (alur T).
  • Pisau frais alur ekor burung.

Dalam pekerjaan yang menggunakan mengefrais sering juga dipakai Kepala Pembagi yang berfungsi untuk memegang dan mengatur letak benda kerja selama proses pengefraisan, namun dalam kesempatan ini saya tidak akan membahasnya dengan panjang lebar, dan artikel mengenai mesin frais (milling machine) ini cukup saya akhiri sampai di sini. Semoga bermanfaat … ~ Cepi Nugraha

Bagikan Artikel...
Page 1 of 0
View all comments

 

Senaang rasanya, jika Anda berkomentar..

Dimohon dengan kata-kata yang baik & bijak...
Bila Anda belum mempunyai Avatar dan ingin membuatnya, kunjungi Gravatar!