Kepala Pembagi (Dividing head) Kepala pembagi pada mesin Frais merupakan alat bantu yang digunakan untuk pembagian benda kerja dalam beberapa bagian yang sama, contoh aplikasinya pada proses pengerjaan pada mesin Frais adalah pembuatan roda gigi,kepala baut, mur, pisau Frais dan sebagainya.
Metoda pembagian pada kepala pembagi Pembagian pada kepala pembagi konvensional dalam prakteknya secara umum dibagi dalam tiga cara tergantung tergantung tingkat pembagian yang diinginkan diinginkan yaitu pembagian langsung , pembagian tak langsung dan pembagian difrential. Pembagian langsung Apabila pembagian benda kerja tidak terlalu banyak atau pembagian yang tidak menghasilkan bilangan pecahan, dapat dilakukan pembagian langsung dengan menggunakan piring pembagi tetap (fixed dividing disk) dengan jumlah lubang 24 lubang dan kemungkinan pembagiannya adalah 2, 3, 4, 6, 8, 12, dan 24
Pembagian tak langsung Apabila pada pembagian menghasilkan bilangan pecahan (tidak genap) maka harus menggunakan alat bantu pembagian piring pembagi dengan jumlah lubang yang bervariasi dan dapat dipertukarkan . Pada pembagian tak langsung secara umum digunakan rumus sebagai berikut : N
= 40/Z
N
= Pembagian pada kepala pembagi
Z
= Jumlah pembagian
40
= Perbadingan roda cacing dan ulir cacing pada kepala pembagi (1 : 40)
Pada mesin Frais ACIERA umumnya mempunyai 3 piring pembagi yaitu No 1. No 2 dan No 3, setiap nomor mempunyai lubangsebagai berikut : No. 1 No. 2 No. 3
27 – 27 – 31 31 – – 34 34 – – 41 41 – – 43 33 – 33 – 38 38 – 39 – 42 – – 39 – 42 – 46 29 – 29 – 36 36 – – 37 - 40
Lubang Lubang Lubang
Contoh : Apabila akan membuat roda gigi dengan jumlah gigi 25, berapakah pembagian pada kepala pembagi. N
= 40 / Z
= 40 / 25
= 1. 15/25 atau 1 24/40
Artinya 1 putaran + 24 lubang pada piring pembagi dengan jumlah lubang 40 (piring pembagi No 3)
Pembagian diferential Pembagian difrential dilakukan apabila tidak dapat dilakukan dengan pembagian tidak langsung, hal ini berlaku berlaku untuk bilangan yang tidak dapat dibagi diatas 50.
Dalam
prosesnya digunakan alat bantu gear box set yang harus ditentukan perbandingannya melalui rumus sebagai berikut :
R
= K (N’ – N) / N’
R
= Perbandingan roda gigi gear box
N’
= Jumlah pembagian pendekatan
N
= Jumlah pembagian sebenarnya
K
= Perbadingan roda cacing dan ulir cacing pada kepala pembagi (1 : 40)
Apabila untuk memenuhi perbandingan roda gigi gear box digunakan d igunakan 2 buah bu ah roda gigi (R = B/D) maka : N’ > N
diperlukan 1 roda gigi prantara
N’ < N
diperlukan 2 roda gigiperantara atau tanpa roda gigi perantara
Apabila untuk memenuhi perbandingan roda gigi gear box digunakan 4 buah b uah roda gigi (R = A . B/ C . D) maka : B N’ > N
diperlukan 2 roda gigiperantara atau tanpa roda gigi perantara
N’ < N
diperlukan 1 roda gigi prantara
Contoh : Apabila diperlukan pembagian 157, maka 157 tidak dapat dibagi dengan metoda pembagian tidak langsung, harus dengan metoda pembagian diferential : R
= K (N’ – N) / N’
= 40 (160 – (160 – 157) / 160
Jumlah pembagian pendekatan (N’) diambil 160 Perbandingan (Ratio) 0,75
= 0,75 ( N’ > N )
untuk pnyusunan roda gigi pada kotak roda gigi dapat
diperoleh dari tabel dan dari tabel R = 24 . 48 / 24 . 64 Dengan keterangan bahwa roda gigi 24 menggerakkan roda gigi 24 dan gigi 24 seporos dengan gigi 64 dan gigi 64 menggerakkan 48
Roda gigi lurus (spur gear) Roda gigi lurus adalah salah satu komponen pemindah daya yang sangat umum dijumpai mesin otomotif, mesin ndustri dan mesin perkakas. Roda gigi lurus untuk tujuan produksi dapat dibuat secara masal dengan mesin khusus roda gigi dan dapat
dibuat secara partial dengan menggunakan mesin freis, untuk pembuatan roda gigi lurus harus mengetahui karakteristik roda gigi dan rumus-rumus perhitungan roda gigi lurus dan dalam perihungan roda gigi dikenal dengan 2 cara yaitu Metrik Modul (M) dan Diametral pitch (DP) seperti yang akan dibahas sebagai berkut : Rumus perhitungan roda gigi lurus
Keterangan : DK = Diameter kaki PD = Diameter pitch TD = Diameter kepala H = Tinggi gigi Z = Jumlah gigi M = Modul gigi DP
= Diametral Pitch
Sistem Modul (M) PD
Sistem Diametral Pitch (DP)
t
PD
TD
Z . M
Add
1 . M
Add
Ddm
1,25 . M
Ddm
H
Add
M
Z
atau
. M
DP
Z . M
2 M
Ddm
PD
TD
H
Banyaknya Banyaknya gigi setiap setiap inchi Z DP Z DP 1
(inchi )
2 DP
DP 1,157
DP Add Ddm
Metrik Metrik Modul
Contoh Perhitungan : Apabila akan membuat membu at roda gigi dengan modul (M) (M ) 2 jumlah gigi roda gigi 25 tentukan ukuran atau dimensi yang diperlukan untuk pembuatan roda gigi tersebut :
a) Untuk proses pembubutan harus menghitung diameter kepala (TD) roda gigi TD = Z. M + 2 M
= 25 . 2 + 2 . 2
= 54 mm
b) Untuk proses mesin frais harus memhitung tinggi gigi (H), dan pembagian pada kepala pembagi H = Add + ddm N = 40 / Z
= 1. M + 1,25 M
= 40 / 25
= 1 .2 + 1,25 . 2
= 4,5 mm
= 1 24/40
Nomor pisau potong Pisau potong roda gigi setiap Modul (M) dan setiap DP terdiri dari 8 pisau, pemakaian setiap pisau akan tergantung pada jumlah roda gigi yang akan dibuat, berikut tabel untuk pemilihan pisau potong
contoh: apabila membuat roda gigi Modul 2 dengan jumlah gigi 50 maka pisau potong yang digunakan adalah pisau potong No 6 atau 35 35 – 54 (lihat tabel) – 54 Modul (M)
Diametral Pitch (DP)
No. Cutter
Aplikasi
No. Cutter
Aplikasi
1
12 - 13
1
135 - rack
2
14 – 14 – 16
2
55 – 55 – 134 134
3
17 – 17 – 20
3
35 – 35 – 54 54
4
21 – 21 – 25
4
26 – 26 – 34 34
5
26 – 26 – 34
5
21 – 21 – 25 25
6
35 – 35 – 54
6
17 – 17 – 20 20
7
55 – 55 – 134
7
14 – 14 – 16 16
8
135 - rack
8
12 - 13
6.3.3 langkah pembuatan roda gigi lurus 1) Menghitung ukuran diameter luar untuk proses pembubutan berdasarkan modul / DP gigi dan jumlah gigi yang akan dibuat. 2) Membuat bakalan roda gigi lurus pada mesin bubut dengan ketentuan ketentuan ukuran dari hasil perhitungan (gunakan mandrel)
3) Seting benda kerja, benda kerja kerja diharapkan cocentrik untuk menghindari bentuk gigi yang tidak sama. 4) Pemilihan pisau potong, pisau potong harus sesuai sesuai jumlah rada gigi yang dibuat (lihat tabel no roda gigi)
5) Menentukan pembagian pada kepala pembagi sesuai dengan jumlah gigi yang dibuat
6) Setting pisau potong dimana posisi benda kerja
sumbu pisau potong potong sejajar dengan sumbu
7) Proses pemotongan, pastikan mur pengikat benda kerja dan pengikat mandrel mengikat sempurna kemudian lakukan pemotongan bertahap untuk menghidari kesalahan dan kerusakan.
8) Lakukan pemeriksaan dan pengukuran ketepatan roda gigi
6.4 RODA GIGI MIRING/HELIK Roda gigi helik adalah roda gigi poros sejajar yang mempunyai bentuk gigi miring/menyilang saling berlawanan terhadap pasangannya, pasangan roda gigi ini pada umumnya digunakan untuk memindahkan daya dengan beban besar dengan putaran tinggi karena bentuk giginya yang mampu memindahkan momen atau putaran melalui gigi tersebut dapat berlangsung secara halus (tidak berisik). Rumus berikut adalah rumus yang digunakan untuk menentukan parameter yang diperlukan untuk pembuatan roda gigii pada mesin Frais standart.
6.4.1 Sistim Modul (M) Keterangan : DK
: Diameter kaki (mm)
PD
: Diameter pitch
TD
: Diameter kepala (mm)
H
: Tinggi gigi (mm)
Add
(mm)
: Adendum
Ddm : Dedendum Φ
: Sudut helik
M
: Modul
Z
: Jumlah gigi
Rumus sistim modul (M)
Nama
Simbol
Rumus Perhitungan
Diameter pitch
PD
PD = Z . M / cos φ
Diameter kepala
TD
TD = PD + 2. M
(mm)
Tinggi gigi
H
H = Add + Ddm
(mm)
Addendum
Add
Add = 1. M
(mm)
Dedendum
Ddm
Ddm = 2,25 . M
(mm)
Lebar gigi
B
No Cutter
ZP
B = 10 x M ZP = Zn / Cos3 φ Zn = Jumlah gigi normal
6.4.2 Sistem DP (Diametral Pitch) Rumus sistem DP (Diametral Pitch) DP = Banyaknya gigi setiap satu inch
(mm)
Nama
Simbol
Rumus Perhitungan
Diameter pitch
PD
PD = Z. / DP cos φ
Diameter kepala
TD
TD = PD + 2./DP
Tinggi gigi
H
H = Add + Ddm
(inchi)
Addendum
Add
Add = 1 / DP
(inchi)
Dedendum
Ddm
Ddm = 1,157 / DP
(inchi)
(inchi) (inchi)
6.4.3 Perhitungan Ratio gear bok pada pembuatan roda gigi helik
R
LW
LM π
LW
LM
Lead benda kerja Lead mesin
. PD
T g. ixax P
Keterangan : Lead/kisar= Jarak tempuh setiap satu putaran ulir Ulir tunggal > Lead/kisar
= pitch
Ulir ganda
= 2 Pitch
i
> Lead/kisar
= Jenis ulir (ganda / tunggal) atau no of start
a.
= Ratio kepala pembagi dalam 1 putaran benda kerja
P
= Pitch ulir (jarak antar puncak ulir)
LW φ
π
. PD
T g.
Maka :
Gigi C menggerakkan menggerakkan gigi A, gigi A dipasang 1 poros dengan dengan gigi D, gigi D menggerakkan gigi B
R
A
.
B
C
. D
Catatan : - Pasangan gigi gear box dengan 1 perantara digunakan untuk membuat roda gigi helik kiri - Pasangan gear box dengan 2 perantara atau tanpa perantara digunakan untuk membuat roda gigi helik kanan
6.4.4 Langkah Pembuatan Pembuatan Roda Roda Gigi Gigi Helik Helik Contoh : Bila akan membuat roda gigi helik dengan ketentuan sebgai berikut : Modul gigi = 2 , Jumlah gigi = 50 gigi, helik kiri dan sudut helik = 18 0. Berikut sebelum proses pemesinannya terlebih dahulu menetukan parameter yang diperlukan untuk pembuatan tersebut tersebut sebagi berikut : 1. Menghitung diameter pitch (PD) PD = Z . M / cos φ = 50 . 2 / cos 18 = 105,14 105,14 mm 2. Menghitung diameter kepala (TD) TD = PD + 2. M = 105,14 + 2 . 2 = 109,14 mm 3. Menghitung tinggi gigi (H) H = Add + Ddm = 1. M + 1,25 . M = 1 . 2 + 1,25 . 2 = 4,5 mm 4. Menghitung ratio ratio gigi pengganti / gear box (R) R
= LW / LM
LW = π PD / Tg φ = π. 105,14 / Tg 18 = 1016,06 mm LM = i . a . P i
= 1 ( karena ulir tranfortir meja mesin jenis ulirnya tunggal)
a
= 40 ( karena perbandingan kepala pembagi yang digunakan 1 : 40 atau satu putaran benda kerja = 40 putaran tuas pemutar kepala pembagi)
P
= 4 ( Pitch ulir tranfortir mesin yang digunakan adalah 4 mm)
LM = 1 x 40 x 4 = 160 mm R
= 1016,06 / 160 = 6,3503
Untuk penyusunan roda gigi gear box dengan R = 6,3503 dapat dilihat pada table (lembar lampiran) dari table diperoleh Gigi A = 100, Gigi B = 86, gigi C = 56 dan gigi D = 24 sehingga penyusunannya sebagai berikut : R = A . B / C . D = 100 . 86 / 56 . 24 Gigi C menggerakkan gigi A, gigi A seporos dengan gigi D, gigi D menggerakkan gigi B ( lihat gambar penyusunan) 4. Pembubutan
bakalan roda gigi, bubut dengan diameter kepala
menggunakan mandrel seperti gambar sebagai berikut :
(TD)
dengan
5.
Pemilihan pisau potong ZP = Zn / cos 3 φ = 50 / cos3 18 = 61 maka dipilih pisau potong No 7 (55 – (55 – 134) 134)
6. Setting roda gigi pengganti/gear box, karena roda helik yang akan dibuat adalah helik kiri maka susunannya sebagai berikut :
7. Setting benda kerja dan pisau potong, apabila menggunakan pemotongan roda gigi dengan spindel horisontal kemiringan sudut helik dilakukan dengan memiringkan meja mesin dengan sudut 18o (posisi benda kerja miring 18 o) Apabila pemotongan roda gigi menggunakan spindel
vertikal, maka kemiringan
sudut helik dilakukan dengan memiringkan kepala spindel vertikal membentuk sudut 18o (posisi pisau potong membentuk sudut 18 o)
8. Menghitung kepala kepala pembagi untuk pembagian pembagian jumlah gigi 50,
N = 40 / Z
=
40/50 = 4/5 = 32/40 ( 30 lubang pada piring pembagi dengan jumlah lubang 40) 9. Setting putaran mesin sesuai dengan diameter luar cutter kedalaman pemotongan untuk 3 kali pemotongan dengan kedalaman pengerjaan akhir 0,5 mm 10. Pemeriksaan , pengukuran
deburring (menghilangkan (menghilangkan bagian sisi sisi yang tajam
dengan kikir)
3.5
Langkah Menentukan Parameter pada Pembuatan Roda Gigi Helik
Menetukan
parameter yang dimaksudkan apabila akan membuat roda gigi helik helik
untuk perbaikan sehingga harus mencari ukuran
Modul (M) / diametral pitch (DP),
Jumlah gigi (Z), Sudut helik () debagai berikut : 1. Jumlah gigi (Z), diperoleh dengan menghitung langsung pada roda gigi yang diperbaiki 2. Sudut helik ( ), diperoleh dengan cara mengukur langsung dengan Profile Proyektor atau secara manual dengan pengukur sudut (bevel protektor) 3. Modul (M) atau DP, diperoleh dengan dengan cara menghitung dengan rumus :
M (
TD Z Cos
atau
2)
M
( Z 2 ) TD
Dengan cara memasukkan variabel sudut helik dan jumlah gigi maka diperoleh
TD
Z . M Cos
2 . M
atau
TD
Z DP
2 DP
Catatan : Untuk memastikan sudut helik apakah sudah sesuai dengan roda yang diperbaiki, terlebih dahulu harus dicoba dicoba diprakterkan di mesin. mesin. Apabila tidak tepat harus dihitung kembali dengan menambah atau mengurangi sudut heliknya sampai benar-benar tepat (perlu diingat di mesin mempunyai toleransi kemiringan sudut.
