BAB IITEORI DASAR

Miling adalah proses cutting conventional dengan menggunakan mesin milling, dihasilkan suatu permukaan yang rata atau bentuk-bentuk lain yang spesifik (profil, radius, silindris, dll.) dengan ukuran dan kualitas tertentu dan menyisakan geram.

Prinsip dasar milling adalah proses pemotongan benda kerja yang diam pada alat pencekam dan ditaruh pada meja yang bergerak menuju alat potong yang berputar. Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin milling. Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem utama mesin milling yang bertugas untuk memegang dan memutar alat potong hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan. Gerakan pemotongan pada alat potong (cutter) jika dikenakan pada benda kerja yang telah dicekam maka akan terjadi gesekan/tabrakan sehingga akan menghasilkan pemotongan pada bagian benda kerja, hal ini dapat terjadi karena material penyusun cutter mempunyai kekerasan diatas kekerasan benda kerja.

Berikut ini tiga gerakan utama yang terdapat pada milling:1. Gerakan pemotongan; gerakan berputarnya alat potong pada spindel utama2. Gerakan pemakanan (feeding); gerakan benda kerja sepanjang ukuran yang akan dipotong dan digerakkan mendatar searah gerakan yang dipunyai oleh meja pada waktu proses pemotongan.3. Gerakan penyetelan (setting); gerakan mendekatkan benda kerja pada alat potong. Berfungsi untuk mengatur posisi pemakanan, kedalaman pemakanan (depth of cut), dan pengembalian, serta memungkinkan benda kerja masuk ke dalam sisi potong cutter.

Berikut ini adalah macam pemotongan pada milling:

1. Pemotongan face cutting.Pemotongan benda kerja dimana sebagian besar pemotongan menggunakan sisi potong bagian depan (face) dari cutter. Sumbu dari alat potongnya tegak lurus dengan bidang dari benda kerja yang akan dikerjakan. Beberapa contoh pemotongan face cutting antara lain:

a. Conventional face millingb. Partial face millingc. End millingd. Profile millinge. Pocket millingf. Surface countouring

2. Pemotongan side cuttingPemotongan dengan menggunakan sekeliling sisi potong bagian samping (side) dari cutter. Ini juga sering disebut plain millling. Sumbu dari alat potongnya paralel dengan bidang dari benda kerja yang dikerjakan. Beberapa contoh pemotongan side cutting antara lain:

a. Slab millingb. Slottingc. Side millingd. Straddle millinge. Form milling

Sementara berdasarkan arah putaran cutter dibedakan menjadi:1. Pemotongan conventional (up milling); pemotongan benda kerja dengan arah putaran cutter berlawanan arah dengan arah gerakan pemakanan benda kerja (feeding).2. Pemotongan climbing (down milling); pemotongan benda kerja dengan arah putaran cutter searah dengan arah gerakan pemakanan benda kerja (feeding).

Berikut ini adalah perbedaan down milling dengan up milling:AspekDown millilngUp milling

Gaya potong (posisi horizontal)Gaya tekan ke bawahGaya tekan ke atas

GeramLebih pendek dan semakin tipis selama prosesnyaLebih panjang dan semakin tebal selama prosesnya

Umur alat potongLebih panjangLebih singkat

PenggunaanBaik untuk milling CNCBaik untuk milling manual

Mesin freis yang digunakan dalam proses pemesinan ada tiga jenis, yaitu:1. Column and knee milling machinesDibuat dalam bentuk mesin freis vertikal dan horisontal. Kelebihan: kemampuan melakukan berbagai jenis pemesinan. Kekurangan: kekakuan dan kekuatan penyayatannya kurang baik.2. Bed type milling machinesKelebihan: memiliki produktivitas yang lebih tinggi dari pada jenis mesin pertama.Kekurangan: kekakuan mesin yang baik, serta tenaga mesin yang biasanya relatif besar.3. Special purposesKelebihan: mampu mengerjakan satu jenis penyayatan dengan produktivitas/duplikasi yang sangat tinggi.

Berikut ini adalah bagian-bagian mesin freis:1. Spindel utama: tempat untuk mencekam alat potong.2. Meja (table): tempat untuk clamping device atau benda kerja.3. Motor drive: berfungsi menggerakkan bagian-bagian mesin yang lain seperti spindel utama, meja (feeding) dan pendingin (cooling).4. Tranmisi: menghubungkan motor penggerak dengan yang digerakkan.5. Knee: menopang, menahan meja mesin di mana terdapat transmisi gerakan pemakanan (feeding).6. Tiang (column): badan dari mesin, empat menempelnya bagian-bagian mesin yang lain.7. Dasar (base): bagian bawah dari mesi, yang menopang badan atau tiang, tempat cairan pendingin.8. Control: pengatur dari bagian-bagian mesin yang bergerak.

Berikut ini adalah jenis pahat pada mesin freis:

1. End mill2. Slot drill3. Roughing endmill4. Ballnose mill5. Slab mill6. Pisau permukaan dan samping7. Pemotong gigi berbentuk involute8. Hobbing9. Face mill

Berikut ini adalah kegunaan mesin freis:

1. Pembuatan alur2. Pembuatan slot3. Pembuatan roda gigi4. Pembuatan lubang5. Pembuatan kontur pada permukaan6. Penghalusan permukaan

Elemen dasar proses freis hampir sama dengan elemen dasar proses bubut. Elemen diturunkan berdasarkan rumus dan gambar berikut: Keterangan:

Benda kerja:w : lebar pemotongan; mmlt : lw+lv+ln; panjang total pemotongan; mma : kedalaman potong; mm

Mesin freis:n : putaran poros utama; rpmvf : kecepatan makan; mm/putaran

Pahat freis:d : diameter luar; mmz : jumlah gigi (mata potong)r : sudut potong utama (90o untukpahat freis selubung)

1) Kecepatan potong (V) :V= , (mm/menit)2) Gerak makan per gigi (fz)fz = (mm/menit)

3) Waktu pemotongan (tc) :tc = (menit)4) Kecepatan penghasilan geramZ= (cm3/menit)

Kepala pembagiPada mesin frais selain mengerjakan pekerjaan-pekerjaan rata, menyudut, membelok, mengalur dan sebagainya, dapat pula mengerjakan benda kerja yang berbidang-bidang atau bersudut-sudut. Kepala pembagi berfungsi untuk membuat bagian pembagian atau mengerjakan benda kerja yang berbidang tadi dalam sekali pencekaman. Dalam pelaksanaannya, operasi tersebut diatas ada 4 cara pembagian yang merupakan tingkatan, yaitu:1. Pembagi langsung (direct indexing)2. Pembagi sederhana (simple indexing)3. Pembagi sudut (angel indexing)4. Pembagi diferensial (differensial indexing)

Cara kerja kepala pembagi adalah sebagai berikut:Pada kepala pembagi ini terpasang worm gear dan worm shaft. Apabila worm shaft diputar 1 putaran, maka worm gear akan berputar 1/40 putaran dan ada juga 1/80 putaran. Untuk mengatur pembagian-pembagian tersebut, dilengkapi dengan plat pembagi (diving plat). Untuk memegang benda kerja dan alat-alat bantu lainnya dilengkapi dengan chuck dan kepala lepas (tail stock). Untuk membuat segi banyak beraturan atau membuat roda gigi, dapat menggunakan rumus sebagai berikut: n = Dengan n adalah putaran worm shaft, N adalah karakteristik kepala pembagi Z adalah jumlah alur atau gigi yang akan dibuat.Plat pembagi dilengkapi dengan lubang-lubang pembagi dengan jumlah lubang masing-masing antara lain: 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 24, 27, 29, 31, 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49