LAPORAN AKHIR
PROSES PRODUKSI I MESIN BUBUT
Disusun Oleh AFRIAN 0907136273
LABORATORIUM TEKNOLOGI PRODUKSI PROGRAM STUDI SI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2010
Kata pengantar
Laporan ini disusun sesuai dengan kebutuhan akan pengetahuan tentang mesin frais. Isinya Isinya menguraikan menguraikan pengetahuan pengetahuan dasar. Dalam pengujian pengujian ini akan memperkenal memperkenalkan kan bagian-bagian mesin frais dan fungsinya, pengertian mesin frais dan lain-lain. Dalam penjelasan-penjelasan pada pengujian ini sengaja ditampilkan gambar-gambar yang disertai keterangan agar mudah dipahami atau dimengerti. Akhirnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca demi perbaikan laporan-laporan yang akan datang.
Wassalam,
Penulis
Daftar isi Kata Pengantar Daftar Isi Daftar Gambar Bab I : Pendahuluan 1.1 Latar belakang 1.2 Tujuan 1.3 Sistematika penulisan Bab II : Teori Dasar 2.1 Pengertian mesin frais 2.2 Jenis-jenis mesin frais 2.3 Metode prose frais 2.4 Macam-macam pisau frais 2.5 Prinsip kerja mesin frais 2.6 Elemen dasar 2.7 Bagian-bagian mesin frais 2.8 Toleransi Bab III : Alat dan Bahan 3.1 Alat 3.2 Bahan Bab IV : Prosedur Kerja 4.1 Prosedur umum 4.2 Prosedur khusus Bab V : Pembahasan 5.1 Perhitungan 5.2 Analisis Bab VI : Kesimpulan dan Saran 6.1 Kesimpulan 6.2 Saran
Bab I Pendahulan 1.1 Latar belakang mesin frais merupakan salah satu mesin konvensional yang mampu mengerjakan penyayatan permukaan datar, sisi tegak, miring bahkan pembuatan alur dan roda gigi.
Berdasarkan spindle mesin frais dibedakan atas : a. mesin frais horizontal b. mesin frais vertical c. mesin frais universal
mengapa kita mempelajari mesin frais, karena mesin frais merupakan mesin yang paling mampu melakukan tugas bila dibandingkan dengan mesin perkakas lain. Mesin frais merupakan mesin menghasilkan permukaan yang datar atau berbentuk profil pada ukuran yang ditentukan dari kehalusan atau kualitas permukaan yang ditentukan.
1.2 Tujuan 1. mengetahui dasar-dasar mesin frais 2. mengetahui jenis-jenis mesin frais 3. mengetahui prinsip kerja mesin frais
1.3 Sistematika penulisan
Bab I : pendahuluan 1.1 latar belakang 1.2 tujuan
1.3 Sistematika penulisan Bab II : teori dasar 2.1 pengertian mesin frais 2.2 jenis-jenis mesin frais 2.3 metode prose frais 2.4 macam-macam pisau frais 2.5 prinsip kerja mesin frais 2.6 elemen dasar 2.7 bagian-bagian mesin frais 2.8 toleransi Bab III : alat dan bahan 3.1 alat 3.2 bahan Bab IV : prosedur kerja 4.1 prosedur umum 4.2 prosedur khusus Bab V : pembahasan 5.1 perhitungan 5.2 analisis Bab VI : kesimpulan 6.1 kesimpulan 6.2 saran dan kritik
BAB II Teori dasar 2.1 Pengertian Pengerjaan
mekanis logam biasanya digunakan untuk pengerjaan lanjutan
maupun pengerjaan finishing, sehingga dalam pengerjaan mekanis dikenal beberapa prinsip pengerjaan, salah satunya adalah pengerjaan perataan permukaan dengan menggunakan mesin Frais atau biasa juga disebut mesin Milling .
Mesin milling adalah mesin yang paling mampu melakukan banyak tugas bila dibandingkan dengan mesin perkakas yang lain. Hal ini disebabkan karena selain mampu memesin permukaan datar maupun berlekuk dengan penyelesaian dan ketelitian istimewa, juga berguna untuk menghaluskan atau meratakan benda kerja sesuai dengan dimensi yang dikehendaki. 2.2 Jenis-jenis mesin frais 1. Mesin Milling Horizontal Mesin ini termasuk type knee, namun bentuknya sama dengan mesin frais universal. Biasanya digunakan untuk mengerjakan permukaan datar dan alur . mesin frais jenis ini mempunyai jenis pemasangan spindel dengan arah horizontal dan digunaknan untuk melakukan pemotongan benda kerja dengan arah mendatar.
2.2.1 Frais horizontal
2. Mesin Milling Vertikal
Mesin frais vertikal adalah mesin frais dengan poros utama sebagai pemutar dengan pemegang alat potong dengan posisi tegak. Pada mesin frais jenis ini ada beberapa jenis menurut type kepalanya, ada type kepala tetap , type kepala yang dapat dimiringkan dan type kepala bergerak. Posisi kepala ini dapat dimiringkan kearah kiri atau kanan maksimal 60 0. biasanya mesin ini dapat mengerjakan permukaan bersudut, datar, beralur, berlobang dan dapat mengerjakan permi\ukaan melingkar atau bulat.
2.2.2 Frais vertical
4. Mesin Milling Universal Mesin frais universal adalah mesin yang pada dasarnya gabngan 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.
2.2.3 Frais universal
2.3 Metode proses frais Metode prose frais ditentukan berdasarkan arah relatif gerak makan meja mesi frais terhadap putaran pisau. Metode proses fris terbagi menjadi dua yaitu : 1. Frais naik (up milling) Frais naik biasanya disebut frais konvensional . gerak dari putaran pisau berlawanan arah terhadap gerak makan kemeja mesin frais. Sebagai contoh, pada proses
ini apabila pisau berputar searah jarum jam, benda kerja disayat kearah kanan. Penampang melintang bentuk beram untuk proses frais naik adalah koma diawali dengan ketebalan minimal kemudian menebal.
Gambar 2.3.1 Up cut
2. Frais turun (down milling) Proses frais turun disebut juga clmb milling. Arah dari putaran pisau sama dengan arah gerak makan meja frais. Sebagai contoh, jika pisau berputar berlawanan arah jarum jam, benda kerja disayat kekanan. Penampang melintang bentuk beram untuk proses frais turun adalah seperti koma diawali dengan ketebalan maksimum kemudian menebal.
Gambar 2.3.2 Down cut
2.4 Macam-macam pisau frais 1. Pisau silindris Digunakan untuk menghasilkan permukaan horizontal dan dapat mengerjakan permukaan yang lebar dan pekerjaan berat.
Gambar 2.4.1 Pisau silindris
2. Pisau muka dan sisi Digunakan untuk menghasilkan celah dan ketika digunakan dalam pemasangan untuk menghasilkan permukaan rata, kotak, hexagonal, dll. Untuk ukuran yang besar, gigi dibuat terpisah dan dimasukkan ke dalam badan pisau.
Gambar 2.4.2 Pisau muka dan sisi
3. Slotting cutter
Pisau ini hanya memilki gigi di bagian kelilingnya dan pisau ini digunakan untuk pemotongan celah dan alur pasak
Gambar 2.4.3 Slotting cutter
4.Metal slitting saw Digunakan untuk memotong kedalaman celah dan untuk memotong panjang dari material. Ketipisan dari pisau bermacam -macam dari 1 mm– 5 mm dan ketipisan pada bagian tengah lebih tipis dari bagian tepinya. Hal ini untuk mencegah pisau dari terjepit dicelah.
Gambar 2.4.4 metal slitting saw
5. Frais ujung Frais ujung berukuran dari berdiameter 4 mm sampai diameter 40 mm.
6. Shell end mill
Kelopak frais ujung dibuat untuk disesuaikan di bor pendek yang dipasang di poros. Kelopak frais ujung lebih murah untuk
Gambar 2.4.6 End mill cutter & Shell end mill
7. Frais muka Pisau ini dibuat untuk mengerjakan pemotongan berat dan juga digunakan untuk menghasilkan permukaan yang datar. Frais muka memiliki gigi di ujung muka dan kelilingnya. Panjang dari gigi di kelilingnya selalu kurang dari separuh diameter dari pisaunya.
Gambar 2.4.7 Pisau muka
8. Tee-slot cutter Pisau ini digunakan untuk frais celah awal. Suatu celah atau alur harus dibuat pada benda kerja sebelum pisau ini digunakan.
Gambar 2.4.8 T-slot cutter
2.5 Prinsip kerja mesin frais
Proses penyayatan (pemotongan) dilakukan dengan menggunakan pahat yang diputar oleh arbor yang berhubungan langsung dengan poros spindle mesin. Posisi pahat pada arbor dapat diatur dengan mengatur letak cincin pemisah. Posisi dari pros arbor atau poros merupakan penentu dari jenis apakah mesin freis ini, apaka mesin frais vertical ataupun horizontal. Untuk mengerjakan benda-benda kerja yang mempunyai bentuk yang rumit dan ukuran yang relative besar yang tidak mungkin dikerjakan pada mesin frais horizontal maupun vertical maka akan dibuat mesinfrais khusus.
2.6 Elemen dasar perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan yaitu sebagai berikut :
1. Kecepatan potong (cutting speed)
; v (m/min)
2. Kecepatan makan (feeding speed)
; vf (mm/min)
3. Kedalaman potong (depth of cut)
; a (mm)
4. Waktu pemotongan (cutting time)
; tc (min)
; Z (cm 3/min)
5. Kecepatan penghasilan geram
Elemen dasar pada proses pengerjaan freis adalah sebagai berikut :
.d .n
π
1. Kecepatan potong
: v
2. Gerak makan
: f z = v f / (z n) ; mm/(gigi)
=
1000
; m/min
3. Waktu pemotongan
: t c = l t / v f ; min,
dimana l t = l v + l w + l n ; mm
4. Kecepatan penghasilan geram : Z =
Keterangan : w = Lebar pemotongan lw = Panjang pemotongan a = Kedalaman potong d = Diameter luar z = Jumlah gigi n = Putaran poros utama v f = Kecepatan makan
vf .a.w 1000
; cm3/min.
2.7 Bagian-bagian mesin frais
Berikut ini merupakan bagian bagian dari mesin frais adalah sebagai berikut : 1. Spindle 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 / 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 ( feeding ) 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
2.8 Toleransi Toleransi merupakan dua batas ukur yang diizinkan pada suatu komponen atau benda keja lainnya. Dimana komponen atau benda kerja tersebut tidak pas atau sesuai dengan yang diinginkan . toleransi terbagi menjadi dua yaitu : toleransi atas dan toleransi bawah.
Gambar 2.8 Defenisi Istilah Mengenai Toleransi
Tabel Variasi Yang Didizinkan Untuk Ukuran Linier
Ukuran nomina
0,5
Diatas
Diatas
Diatas
Diatas
Diatas
Diatas
(mm)
s/d 3
3
6
30
120
315
1000
s/d 6
s/d 30
s/d 120
s/d
s/d 1000
s/d 2000
Variasi yang di izinkan
Seri
±
±
±
0,1
±
0,15
315 ± 0,2
teliti Seri
0,05 ± 0,1
0,05 ± 0,1
±
0,2
±
0.3
±
0,5
±
0,8
±
1,2
0,2
±
0,5
±
0,8
±
1,2
±
2
±
3
sedang Seri kasar
±
±
0,3
±
0,5
Bab III ALAT DAN BAHAN 3.1 Alat 1. Kunci kolet Digunakan untuk membuka atau mengunci collet yang menjepit frais
Gambar 3.1.1 Kunci kolet
2. Stopwatch Digunakan untuk mencatat waktu pengerjaan frais dari awal hingga akhir pengerjaan
Gambar 3.1.2 stopwatch
3. Jangka sorong
Digunakan untuk mengukur specimen yang ingin dikerjakan
Gambar 3.1.3 Jangka sorong
4. Kuas digunakan untuk membersihkan sisa-sisa logam pada bagian mesin fr ais
Gambar 3.1.5 Kuas
5. Penggores Digunakan untuk menandai panjang proses kerja pada bagian benda kerja
Gambar 3.1.6 Penggores
6. Kunci L Digunakan untuk membuka baut.
Gambar 3.1.7 Kunci L
3.2 Bahan 1. untuk bahan yang berbentuk silindris dengan menggunakan panjang 81,6 mm dan diameter 25,5 mm.
baja ST 37 dengan
25,5 mm 81,6 mm
Bab IV Prosedur kerja 4.1 prosedur umum 1. persiapkan alat dan bahan 2. mengukur benda kerja dengan jangka sorong 3. memahami gambar benda kerja untuk proses pengerjaan 4. saklar pada mesin diaktifkan 5. spindle pada mesin diaktifkan 4.2 prosedur khusus 1. menyediakan benda kerja yang ingin diuji 2. memahami gambar benda kerja 3. mengukur benda kerja dengan jangka sorong 4. Panel utama mesin freis diaktifkan 5. Pisau freis dipasang pada spindle dan dikunci menggunakan kunci kolet. 6. Mesin freis diaktifkan dengan menekan power dengan posisi switch ON . 7. Benda kerja dijepit pada ragum dan dikunci dengan memutar hendel pengunci ragum. 8. aktifkan spindle dengan putaran 175 rpm 9. lakukan pengerjaan pada benda kerja dengan cara mendekatkan pada mata pahat yang berputar. Pada saat pengerjaan dimulai aktifkan penghitung waktu secara bersamaan. 10. Kedalaman pemakanan diatur dengan memutar eretan sumbu y kearah atas dengan tebal penyayatan 0,5mm. 10. setelah selesai dengan pengerjaan tersebut pada bagian pertama, ulangi kembali lagi. 11. pada akhir pengerjaan matikan mesin frais dan bersihkan bagian-bagian mesin frais dari tumpukan geram dari baja yang disayat.
Bab V Pembahasan 5.1 Perhitungan Diketahui :
n = 175 (roughing)
lt = 3+ 81,6 + 1 = 85,6 mm
dtool = 16 mm z = 4 gigi tc = 1,52 min a = 0,5 mm (roughing) Ditanya
:
a. Kecepatan potong b. Gerak makan pergigi c. Kecepatan penghasilan geram
Proses Roughing
•
a. Kecepatan potong Vc
. d . n
π =
1000
3,14 .16 .175 =
=
1000
8,792 m/min
b. Gerak makan pergigi fz
=
Vf z . n 120
=
4 .175
= 0,3 mm/gigi
c. Kecepatan penghasilan geram Z
=
Vf . a . w 1000
120 . 0,5 .16 =
1000
= 0,96 cm3/min
5.2 Analisis
(vc) (f z) (z)
Dalam melaksanakan praktikum pemesinan pada mesin freis banyak sekali fenomena-fenomena yang terjadi pada alat ataupun benda kerja. Hal ini dapat disebabkan oleh alat yang digunakan ataupun dari mahasiswa sendiri. Untuk mendapatkan nilai kecepatan potong, kecepatan makan, dan waktu pemotongan pada proses roughing dan finishing memerlukan pemahaman dalam mengetahui benda kerja yang ingin dikerjakan. Untuk itu terlebih dahulu harus memahami elemen-elemen dasar dari pengerjaan mesin frais. Agar tool tidak cepat rusak atau tumpul maka pada saat proses pengefreisan tool harus diberi air pendingin yaitu air collant
Bab VI Kesimpulan dan Saran
6.1 kesimpulan 1. Pada proses pengefreisan perhitungan sangat dibutuhkan untuk menentukan berapa kedalaman pemakanan tool terhadap benda kerja. 2. Benda kerja yang dijepit pada ragum mesin freis harus rata untuk kerataan benda kerja harus diperiksa kerataannya 3. Pada saat tool menyayat benda kerja harus diberi air pendingin agar tool tidak cepat rusak yang mengakibatkan permukaan benda kerja yang dihasilkan kasar. 6.2 saran 1. memakai perlengkapan yang diperlukan 2. pada saat pengefraisan diperlukan coolant sebagai cairan pendingin agar mata pahat tidak mudah patah.
