...

mesin fris dan pemotong fris - Fakultas Teknik – Universitas Darma

by user

on
Category: Documents
2

views

Report

Comments

Transcript

mesin fris dan pemotong fris - Fakultas Teknik – Universitas Darma
BAB VI
MESIN FRIS DAN PEMOTONG FRIS
Mesin fris melepaskan logam ketika benda kerja dihantarkan terhadap
suatu pemotong berputar seperti terlihat pada gambar 2.
Gambar 2. Operasi fris sederhana.
Pemotong fris memiliki satu deretan mata potong pada kelilingnya yang
masing-masing berlaku sebagai pemotong tersendiri pada daur putaran.
Benda kerja dipegang pada meja yang mengendalikan hantaran. Pada
mesin umumnya terdapat tiga kemungkinan gerakan meja yaitu :
longitudinal, menyilang dan vertikal, namun beberapa meja juga
memiliki gerakan putar.
Mesin fris adalah yang paling mampu melakukan banyak tugas dari
segala mesin perkakas. Permukaan yang datar maupun berlekuk dapat
di mesin dengan penyelesaian dan ketelitian yang baik. Pemotongan
sudut, celah, roda gigi dan ceruk dapat dilakukan oleh mesin fris. Pahat
gurdi, peluas lubang dan bor dapat dipegang dalam soket arbor dengan
melepaskan pemotong dan arbor.
Jenis Pemotong Fris
Mesin fris mampu melakukan banyak jenis pekerjaan karena banyaknya
jenis pahat yang tersedia. Terdapat tiga desain umum dari pemotong :
1. Pemotong Arbor. Pemotong ini mempunyai lubang dipusatnya untuk
pemasangan pada bor.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
98
2. Pemotong tangkai. Pemotong jenis mempunyai tangkai lurus atau
tirus yang menjadi satu dengan badan pemotong.
Pemotong
dipegang oleh spindel.
3. Pemotong muka. Pemotong ini dibaut atau dipegang pada ujung
arbor pendek dan biasanya dipakai untuk memfris permukaan rata.
Bahan fris dibuat antara lain dari baja karbon tinggi, berbagai baja
kecepatan tinggi, atau yang berujung karbida dan lain lain. Pemotong
serba guna umumnya terbuat dari baja kecepatan tinggi yang
mempertahankan mata potong tetap tajam, keras dan ulet pada suhu
sekitar 500 sampai 600
o
C, sehingga dapat digunakan kecepatan
potong 2 sampai 2 ½ kali dari yang dianjurkan untuk memotong baja
karbon. Logam cor bukan besi seperti Stelit, Cobalt atau Rexalloy dan
pemotong berujung karbida memiliki daya tahan panas lebih tinggi
sehingga sesuai untuk pemotongan berat dan kecepatan tinggi.
Kecepatan potong dari pemotong bahan cor bukan besi dan karbida
berkisar dari dua sampai lima kali daripada yang dianjurkan untuk baja
kecepatan tinggi.
Pemotong yang banyak digunakan diperlihatkan pada gambar 3, yang
dikelompokkan menurut bentuk atau jenis pekerjaan yang dapat
dilakukan.
1. Pemotong fris biasa. Pemotong biasa adalah sebuah pemotong yang
berbentuk piringan yang memiliki gigi di sekelilingnya. Giginya bisa
lurus dan juga bisa heliks jika lebarnya lebih dari 15 mm. Pemotong
heliks yang lebar yang digunakan untuk beban berat memiliki takik
pada giginya untuk mematahkan serpihan dan untuk memudahkan
pengeluarannya.
2. Pemotong fris samping. Pemotong ini mempunyai gigi disamping.
Pemotong jenis ini bisa mempunyai gigi lurus, heliks atau zigzag.
3. Pemotong gergaji pembelah logam. Pemotong jenis ini sangat tipis,
biasanya 5 mm atau kurang. Pemotong ini diberi pengaman dengan
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
99
menggerinda
sisinya
untuk
menghasilkan
ruang
bebas
bagi
pemotongan.
Gambar 3.
4. Pemotongh fris sudut. Pemotong ini bisa berbentuk pemotong sudut
tunggal atau ganda. Pemotong sudut tunggal mempunyai satu
permukaan kerucut, sedangkan pemotong sudut ganda mempuinyai
gigi pada dua permukaan kerucut. Pemotong sudut digunakan untuk
memotongh lidah roda, tanggem, galur pada pemotong fris dan
pelebar lubang.
5. Pemotong fris bentuk. Gigi pemotong ini mempunyai bentuk khusus.
Pemotong jenis ini termasuk pemotong cekung dan cembung,
pemotong roda gigi, pemotong galur, pemotong pembulat sudut dan
sebagainya.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
100
6. Pemotong fris ujung. Pemotong ini mempunyai poros integral untuk
menggerakkan dan mempunyai gigi di keliling dan ujungnya.
Galurnya bisa lurus ataupun heliks. Pemotong besar yang disebut fris
cangkang mempunyai bagian pemotong terpisah yang dipegangkan
pada arbor batang seperti terlihat gambar 4. Fris ujung digunakan
untuk proyeksi permukaan, membujur sangkarkan ujung, memotong
celah dan dalam pekerjaan pencerukan misalnya pembuatan
cetakan.
Gambar 4. Fris cangkang dan arbor.
7. Pemotong celah - T. Digunakan untuk memfris celah - T. Bentuk
yang khusus adalah pemotong dudukan pasak Woodruff, yang
digunakan untuk memotong dudukan bulat untuk pasak tersebut.
8. Pemotong gigi sisipan. Dengan makin meningkatnya ukuran
pemotong, maka lebih ekonomis untuk menyisipkan gigi yang terbuat
dari bahan mahal ke dalam baja yang lebih murah. Gigi pemotong ini
bisa diganti kalau aus atau patah.
Gigi Pemotong Fris
Pemotong fris dengan nomenklatur terlihat pada gambar 5. Untuk
pemotong kecepatan tinggi digunakan sudut garuk radial positif sebesar
10 sampai 15 derjat. Pemotong fris yang dibuat untuk bahan yang lebih
lunak, misalnya aluminium, dapat diberikan garukan yang lebih besar
dengan kemampuan potong lebih baik.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
101
Gambar 5. Pemotong fris dengan penunjukkan nomenklatur
Untuk pemfrisan kecepatan tinggi dengan pemotong berujung karbida,
biasanya digunakan sudutr garuk negatif (baik radial maupun aksial).
Pemotong jenis fris datar, dengan gigi di tepinya, biasanya diberi
garukan negatif sebesar 5 sampai 10 derjat kalau harus memotong
baja. Paduan dan baja karbon menengah memerlukan garukan negatif
yang lebih besar daripada baja lunak. Perkecualian untuk penggunaan
sudut garuk negatif bagi pemotong karbida dilakukan kalau akan
memfris logam lunak bukan besi.
Sudut ruang bebas adalah sudut yang dicakup antara tepi dan garis
singgung pada pemotong dari ujung gigi. Untuk pemotong komersial
sudut ruang bebas adalah sekitar 4 sampai 5 derjat. Pemotong yang
berdiameter lebih kecil mempunyai sudut ruang bebas yang ditingkatkan
untuk menghilangkan kecendrungan dari gigi untuk menggesek benda
kerja. Sudut ruang bebas juga ditentukan oleh bahan benda kerja. Besi
cor memerlukan sudut sebesar 4 sampai 7 derjat, sedangkan bahan
lunak seperti magnesium, aluminium dan kuningan memerlukan sudut
ruang bebas 10 sampai 12 derjat.
Dari penelitian diperoleh bahwa gigi kasar lebih efisien untuk melepas
logam dari pada gigi halus. Gigi halus juga memberikan kecendrungan
untuk bergetar daripada gigi kasar tetapi gigi halus dianjurkan untuk
memotong gergaji yang digunakan untuk menmfris bahan tipis.
Pengelompokkan Dari Mesin Fris
Menurut desainnya mesin fris bisa dibedakan atas :
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
102
A. Jenis tiang dan lutut
D. Mesin pusat pemesinan
1. Fris tangan
E. Jenis khusus
2. Mesin fris datar
1. Mesin meja putar
3. Mesin fris universal
2. Mesin fris planet
4. Mesin fris vertikal
3. Mesin profil
B. Mesin jenis penyerut
4. Mesin duplikat
C. Jenis landasan tetap
1. Mesin fris simpleks
2. Mesin fris dupleks
3. Mesin fris tripleks.
Mesin Fris Tangan
Ini adalah jenis yang paling sederhana dari mesin fris yang dioperasikan
dengan tangan. Mesin ini digunakan terutama dalam pekerjaan operasi
fris ringan dan sederhana seperti memotong alur, alur pasak pendek
dan membuat celah.
Mesin Fris Datar
Mesin ini mririp dengan mesin fris tangan hanya konstruksinya lebih
kuat
dan
dilengkapi
dengan
mekanisme
hantaran
daya
untuk
mengendalikan gerakan meja. Mesin fris datar jenis tiang dan lutut
mempunyai 3 gerakan yaitu longitudinal, melintang dan vertikal. Mesin
jenis landasan tetap hanya mempunyai gerakan meja longitudinal.
Contoh mesin fris datar lutut dan tiang diperlihatkan pada gambar 6.
Mesin Fris Universal
Mesin universal adalah sebuah mesin ruang perkakas yang dikonstruksi
untuk pekerjaan yang sangat teliti. Penampilannya mirip dengan mesin
fris jenis datar. Hanya mejanya bisa berputar secara horisontal dan
dilengkapi dengan sebuah indeks atau kepala pembagi pada ujungnya.
Sifat meja berputar bisa digunakan untuk memotong spiral. Mesin ini
dapat juga dilengkapi fris vertikal, tambahan meja putar, tambahan
pembuat celah dan perlengkapan lainnya.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
103
Gambar 6. Mesin fris lutut dan tiang.
Mesin Fris Vertikal
Gambar 7 terlihat satu jenis mesin fris vertikal. Dalam hal ini spindel
pemotong
mempunyai
kedudukan
vertikal.
Mesin
mempunyai
perjalanan spindel aksial yang pendek untuk memudahkan pemfrisan
bertingkat. Ada juga mesin yang dilengkapi dengan alat putar tambahan
atau meja kerja putar sehingga mesin bisa memfris alur melingkar atau
memfris kontinyu suku cadang produksi yang kecil.
Mesin Fris Jenis Penyerut
Mesin ini disebut penyerut karena kemiripannya dengan penyerut.
Benda kerja dibawa pada meja panjang yang hanya mempunyai
gerakan longitudinal, dan dihantarkan kepada pemotong putar. Gerakan
meja
adalah
variabel
merupakan
ciri
utamanya.
Gambar
8
memperlihatkan mesin jenis ini.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
104
Gambar 7. Mesin fris vertikal kepala putar.
Gambar 8. Mesin fris jenis penyerut.
Mesin Fris Jenis Bangku Tetap
Mesin ini mempunyai konstruksi bangku dari benda cor yang kaku dan
berat dan menyangga meja kerja yang hanya mempunyai gerakan
longitudinal. Nama simpleks, dupleks dan tripleks menunjukkan bahwa
mesin berturut-turut dilengkapi dengan kepala spindel satu, dua atau
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
105
tiga. Mesin ini sering dikendalikan secara otomatis. Gambar 9
memperlihatkan jenis mesin ini untuk dupleks.
Gambar 9. Mesin fris dupleks.
Pusat Pemesinan
Pusat pemesinan adalah mesin Kontrol Numerik yang dirancang untuk
produksi barang kecil sampai menengah. Pusat pemesinan merujuk ke
sebuah atau lebih mesin Kontrol Numerik yang mempunyai kapasitas
pemesinan multi purpose (banyak kegunaan). Pusat pemesinan dapat
memfris, menggurdi, mengebor, meluaskan lubang, mengetap dan
membentuk keliling yang kesemuanya dalam sebuah penyetelan.
Operasional pusat pemesinan meliputi menstart dan menghentikan
mesin, memilih dan menukar pahat, melakukan pembentukan keliling
dua atau tiga dimensi, menghantar salah satu atau secara jamak dari
dua atau tiga sumbu, mendudukan setiap sumbu pada pergeseran yang
cepat, menstart atau menghentikan spindel, mengarahkan meja,
mengalirkan dan menghentikan media pendingin.
Pada gambar 10 terlihat sebuah pusat pemesinan Kontrol Numerik
terkomputerisasi, horisontal, jenis landasan, yang mempunyai magasin
menyimpan 28 pahat. Sementara gambar 11 menunjukan pusat
pemesinan vertikal yang mempunyai magasin 20 pahat.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
106
Gambar 10. Pusat pemesinan horisontal jenis landasan kendali numeris dengan tiga
sumbu gerak hantaran dan magasin penyimpan 28 pahat.
Gambar 11. Pusat pemesinan vertikal kendali numeris dengan tiga sumbu gerak
hantaran dan penukar pahat 20 kedudukan.
MESIN FRIS KHUSUS
Mesin Fris Meja Putar
Mesin meja putar adalah penyesuaian dari mesin fris vertikal dan
diperlihatkan pada gambar 13. Operasi mesin kontinyu dan cepat tetapi
terbatas pada pemfrisan permukaan datar saja.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
107
Gambar 13. Mesin fris meja putar.
Mesin Fris Planet
Mesin fris planet digunakan untuk memfris bagian luar dan bagian
dalam dari permukaan dan ulir pendek. Benda kerja diam dan gerakan
memotong dilakukan oleh pemotong. Pada awal pekerjaan, pemotong
putar berada dalam kedudukan tengah. Pertama kali pemotong
dihantarkan secara radial sampai kedalaman tertentu kemudian
pemotong melakukan gerakan planet di dalam atau sekeliling benda
kerja. Gambar 14 memperlihatkan operasi pemotongan pemfrisan
dalam dan luar untuk mesin fris ini.
Gambar 14. Penyetelan fris planet yang menunjukkan aksi pemotong untuk
pemfrisan dalam dan luar. Kiri fris luar. Kanan, fris dalam.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
108
Mesin Profil
Mesin jenis ini digunakan untuk mengukir dan membentuk profil. Mesin
profil tangan adalah jenis yang paling sederhana yang mempunyai
pemotong putar, gerakannya dikendalikan oleh gerakan tangan dari
meja.
Mesin Duplikat
Pembuatan die atau cetakan besar yang digunakan untuk spatbor, atap
dan panel mobil banyak menggunakan mesin fris duplikat. Mesin ini
memproduksi komponen dari sebuah model dengan ukuran yang pas.
Salah satu mesin jenis ini bisa dilihat pada gambar 16. Model atau pola
yang akan ditiru biasanya dibuat dari bahan kayu keras, plaster Paris,
lilin atau bahan lain yang mudah dikerjakan.
Gambar 16. Mesin fris duplikat.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
109
Kecepatan Potong
Kecepatan potong dirumuskan :
CS =
dengan :
πDN
1000
CS = kecepatan potong, m/min
D = diameter pemotong, mm
N = putaran tiap menit
Dalam memilih kecepatan potong yang diperhatikan adalah :
1. Bahan Pemotong. Kecepatan pemotong umumnya diberikan dalam
nilai untuk pemotong baja kecepatan tinggi.
2. Jenis bahan yang harus dipotong. Bahan lunak seperti magnesium
dan aluminium dapat difris dengan kecepatan yang lebih tinggi dari
bahan yang lebih keras.
3. Jenis penyelesaian yang diperlukan. Penyelesaian yang baik
diperoleh dengan hantaran sedikit dan kecepatan potong tinggi.
4. Umur
pahat.
Kecepatan
potong
rendah
akan
mengawetkan
pemotong.
5. Penggunaan media pendingin. Kecepatan potong yang tinggi
menimbulkan panas dan panas ini harus dilepqaskan dari pemotong
dan benda kerja dengan menggunakan media pendingin.
Hantaran Potong
Gambar 19 memperlihatkan dua jenis cara menghantarkan benda kerja
pada mesin fris. Gambar A dianjurkan karena setiap gigi mengawali
pemotongan dalam logam bersih dan tidak harus menembus kerak
permukaan yang mungkin ada. Gambar B membuat pemotongan lebih
efisien, serpihan yang dilepas lebih besar, dan kecendrungan untuk
bergetar berkurang.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
110
Gambar 19. Metode menghantarkan benda kerja pada mesin fris. A. Pemfrisan
konvensional atau naik. B. Pemfrisan memanjat atau turun.
Kecepatan Pelepasan Logam
Untuk memfris tepi dan pemotong fris datar, kecepatan pelepasan
logam bisa dicari dengan:
R = d w f = milimeter kubik per menit
dengan :
d = kedalaman pemotongan, mm
w = lebar pemotongan, mm
f = hantaran, mm/min
Dalam menghitung waktu untuk melakukan pemotongan tunggal
(gambar 20), panjang total dari pemotongan sedikit lebih besar daripada
benda kerja disebabkan jarak pendekatan S yang diperlukan untuk
memotong. Jarak pendekatan dicari dengan :
S=
D
D
( )2 − ( − d )2 =
2
2
d (D − d )
Untuk persamaan diatas harus ditambahkan lagi sekitar 6,0 mm supaya
memberikan sedikit perjalanan lebih dari pemotongnya. Panjang total
perjalanan adalah :
St = L + d ( D − 6) + 6
= milimeter
Waktu potong sebenarnya :
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
111
T=
dengan :
L + d (D − d ) + 6
f
= menit
S = jarak pendekatan, mm
St = jarak perjalanan total, mm
T = waktu potong, menit
L = panjang benda kerja, mm
Gambar 20. Penggambaran jarak pendekatan untuk operasi menggurdi.
Untuk mendapatkan waktu daur total, maka waktu balik tanpa kerja dan
waktu penanganan benda kerja harus ditambahkan kepada waktu
potong sebenarnya.
Asyari Daryus - Proses Produksi II
Universitas Darma Persada - Jakarta
112
Fly UP