1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sudah semakin maju dan

berkembang dengan pesat sehingga menimbulkan persaingan yang ketat. Secara

otomatis ada tuntutan agar selalu berkreatifitas dan terus mengikuti perkembangan

tersebut, dengan ilmu pengetahuan dan teknologi yang memadai. Manusia dapat

mengembangkan potensi-potensi yang ada disekelilingnya, hingga menjadi sesuatu

yang layak pakai dan memiliki guna serta nilai jual yang tinggi. Oleh karena itu, perlu

diadakannya kuliah praktikum sebagai tindak lanjut dari teori yang telah diberikan

didalam ruangan.

1.2 Maksud dan Tujuan

Adapun tujuan praktek mesin frais didalam mata kuliah praktikum mesin frais,

diantaranya:

1. Agar mahasiswa mengenal jenis-jenis mesin frais dan cara kerjanya.

2. Agar mahasiswa mengetahui dan mengenal fungsi bagian mesin frais.

3. Agar mahasiswa mengetahui tentang tata cara praktek di dalam sebuah

laboratorium teknik mesin, sehubungan dengan penerapan kesehatan dan

keselamatan kerja.

4. Agar mahasiswa dapat mengetahui tata cara sebelum menggunakan mesin frais

untuk kelancaran sebuah proses pembuatan benda kerja.

5. Agar mahasiswa dapat mengetahui teknik penggunaan mesin frais dan mampu

mempraktekan nya.

6. Agar mahasiswa mampu menciptakan suatu barang dengan menggunakan mesin

frais.

2

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Prinsip Kerja Mesin Frais

Gambar 2.1 Mesin frais: vertikal, horizontal dan universal.

Mesin frais (milling machine) adalah mesin perkakas yang dalam proses kerja

pemotongannya dengan menyayat atau memakan benda kerja menggunakan alat

potong bermata banyak yang berputar (multipoint cutter). Pisau frais dipasang pada

sumbu atau arbor mesin yang didukung dengan alat pendukung arbor. Pisau tersebut

akan terus berputar apabila arbor mesin diputar oleh motor listrik, agar sesuai dengan

kebutuhan, gerakan dan banyaknya putaran arbor dapat diatur oleh operator mesin

frais. Mesin frais mempunyai beberapa hasil bentuk yang berbeda, dikarenakan cara

pengerjaannya. Berikut ini bentuk-bentuk pengefraisan yang bisa dihasilkan oleh mesin

frais:

1. Bidang rata datar.

2. Bidang rata miring menyudut.

3. Bidang siku.

4. Bidang sejajar.

5. Alur lurus atau melingkar.

6. Segi beraturan atau tidak beraturan.

7. Pengeboran lubang atau memperbesar lubang.

8. Roda gigi lurus, helik, paying, cacing.

9. Nok/eksentrik, dll.

Hasil serta bentuk pekerjaan mesin frais tergantung dari bentuk utama mata

frais (tidak berubah walau diasah), jadi tidak seperti pahat bubut yang disesuaikan

menurut kebutuhannya dan disamping bentuk-bentuk yang sudah tetap frais itu

3

sekelilingnya mempunyai gigi-gigi yang berperanan sebagai mata pemotongnya.

Sehingga keuntungan dari pada mesin frais terhadap mesin bubut antara lain tiap-tiap

sisi potong memulai pekerjaan secara teratur dan oleh beberapa sisi potong dilakukan

pemotongan serempak. Pisau frais dipasang pada sumbu (arbor) mesin yang

didukung dengan alat pendukung arbor, jika arbor mesin diputar oleh motor maka

pisau frais ikut berputar, arbor mesin dapat berputar ke kanan atau ke kiri sedangkan

banyaknya putaran diatur sesuai dengan kebutuhannya. Sesuai dengan jenis pahat

yang digunakan maka mesin frais terbagi atas jenis sebagai berikut :

- Mesin frais datar (slab milling) di mana sumbu pisau penyayatnya horisontal.

- Mesin frais tegak (face milling) di mana sumbu pisau penyayatnya terletak

vertikal.

Jenis-Jenis mesin frais:

Mesin frais tiang dan lutut (column-and-knee).

Mesin frais hobbing (hobbing machines).

Mesin frais pengulir (thread machines).

Mesin pengalur (spline machines).

Mesin pembuat pasak (key milling machines).

Mesin frais banyak sumbu (multi spindles planer type)

Meja yang bekerja secara berputar terus-menerus (continuous action-rotary

table)

Mesin frais drum (drum type milling machines).

2.2 Macam-macam Mesin Frais

2.2.1 Berdasarkan posisi spindle utama ada

1. Mesin Frais Horizontal.

Mesin frais ini banyak menyerupai mesin frais universal, hanya mejanya tak

dapat melakukan gerak putar dan kepala pembagi tidak ada. Oleh karena itu mesin-

mesin ini hanya dipergunakan untuk memfrais rata profil dan alur-alur baji. Dengan

menempatkan alat bantu pada paksi utama, sehingga frais cakra dapat disetel tepat

dalam kedudukan miring, maka dapat pula mengefrais alur-alur spiral. Meja

pemasang pada mesin frais universal yang dilengkapi dengan kepala pembagi dan

center, disetel miring untuk keperluan ini. Pelananya (lutut) merupakan sebuah

lemari yang tertutup seluruhnya dengan pompa untuk pelumasan dari semua

bagian yang bergerak di dalamnya, kesemuanya merupakan suatu bagian yang

dapat dibongkar, penggeraknya dilakukan melalui poros-poros baji tegak mulai dari

pemindahan motor. Bahan cair pendingin mengalir melalui lubang-lubang ke dalam

4

meja dan melalui ruang diantara dua pipa teleskop di sekeliling batang ulir yang

berada di bawah pelana, mengalir kembali ke bak cadangan di bawah kaki mesin.

Batang ulir berputar di dalam pipa teleskop paling dalam yang diisi dengan minyak.

Lengan atas mudah digeserkan dan mengandung sebuah peredam getaran.

Sebuah motor di dalam kaki dengan transmisi sabuk V ke suatu pemindahan roda

gigi merupakan pula suatu kesatuan yang mudah dibongkar. Kecepatan-kecepatan

bangku masingmasing disetel oleh sebuah engkol tangan yang mana setengah

putaran menyebabkan sebuah pelat jarum dangan angka-angka yang jelas,

meloncat satu nomor. Berkenaan dengan ini maka roda-roda gigi digerakkan secara

hidrolik dan suatu lengkapan palang memblokir pergeseran ini selama paksi belum

berhenti. Untuk semua gerak meja dapat dipergunakan gerak jalan cepat. Tumpuan

yang dapat disetel membatasi gerak dalam arah memanjang. Bidang-bidang tegak

juga dapat dikerjakan dengan mesin frais mendatar dengan menggunakan sebuah

kepala frais. Untuk memfrais rata benda-benda kerja yang lebih panjang, yang

seharusnya diketam, dibuat mesin-mesin frais panjang. Bentuknya sama dengan

mesin ketam meja, akan tetapi meja bersama-sama benda kerja bukan melakukan

gerak utama melainkan gerak penjalan. Frais horizontal dapat digunakan untuk

mengerjakan pekerjaan sebagai berikut ini antara lain:

·      Mengefrais rata.

·      Mengefrais ulir.

·      Mengefrais roda gigi lurus.

·      Mengefrais bentuk.

·      Membelah atau memotong.

Pengerjaan yang terjadi di mesin frais horizontal mesin atau peralatan khusus atau

dijepit di meja mesin frais. Pemotongan dikerjakan oleh pemakanan benda kerja di

bawah suatu pisau yang berputar. Kemungkinan pergerakkan meja ditampilkan di

Gambar 2.2

Gambar 2.2 Frais horizontal.

5

Dua metode mesin frais horizontal ditampilkan di Gambar 2.3 dan 2.4

a. Upcut atau pemfraisan konvensional, Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Up cut

Gambar 2.4 Down cut

b. Down cut atau pemfraisan naik, Gambar 2.4 Metode ini memiliki keuntungan

yaitu gigi potong bagian bawah dan dan tidak ada kecenderungan untuk

terangkatnya benda kerja.

2. Mesin Frais Vertikal.

Mesin ini mampunyai sebuah paksi tegak, apabila meja pemasang dibuat

dapat berputar maka dengan sebuah mantel frais dapat dikerjakan banda-benda

yang sebagian dari sekelilingnya adalah bulat. Dalam pada itu benda kerja

melakukan gerak penjalan yang berbentuk lingkaran. Pada mesin-mesin frais alur

baji khusus, frais jari-jari yang berdiri tegak berjalan bolak-balik melalui jarak yang

ditetapkan terhadap benda kerja yang tak bergerak dan pada tiap- tiap titiknya di

ujung diberikan penggerakan secara otomatis. Jika sejajar dengan paksi frais ini

dihantar sebuah gurat melalui sablon, baik otomatis maupun tidak, maka ada

6

kemungkinan untuk memfrais alur-alur menurut kemauannya sendiri di dalam

beberapa benda kerja.

Mesin frais vertikal dapat digunakan untuk mengerjakan pekerjaan sebagai berikut:

·  Mengefrais rata.

· Mengefrais ulur.

·  Mengefrais bentuk.

· Membelah atau memotong.

· Mengebor.

Gambar 2.5 Proses frais vertikal.

3. Mesin Frais Universal.

Adalah suatu mesin frais dengan kedudukan arbornya mendatar perubahan

kearah vertikal dapat dilakukan dengan mengubah posisi arbor. Gerakan meja dari

mesin ini dapat kearah memanjang, melintang, naik turun. Dan dapat diputar

membuat sudut tertentu terhadap bodi mesin. Dipergunakan untuk memfrais rata,

profil dan alur baji, untuk memfrais alur-alur yang berbentuk sekrup dalam gurdi

pilin, pelengkang-pelengkang, tap-tap pengulir frais giling, roda ulir serta gigi-gigi

lurus dan roda sekrup. Benda kerja dipasang atau langsung atau dengan perantara

sebuah sekrup jepit sejajar pada meja atau dibentangkan diantara center kepala

pembagi termasuk kepala lepasnya. Gerak penjalan dilakukan oleh meja, yang

untuk ini digerakkan sendiri oleh batang sekrup. Dalam pada itu dihantarkan melalui

bagian yang dapat berputar melingkari sebuah paksi tegak dan disangga oleh

sebuah eretan. Eretan ini dapat digeserkan pada sebuah console yang dapat

dipindahkan vertikal, gerak dari bagian putar, eretan dan console pada mesin ini

hanya dipergunakan untuk menyetel tepat benda kerja yang dilakukan secara

manual. Gerak penjalan automatis pada mesin ini dipindahkan oleh cakra-cakra

tingkat. Untuk memfrais gerak-gerak spiral, frais-frais dengan gigi berbentuk ulir,

roda-roda ulir dan sebagainya, benda kerja harus ditempatkan sedemikian

miringnya, sehingga frais berada dalam arah alur yang harus dibuat; selain dari ini

kecuali gerak penjalan meja pemasang dalam arah memanjang, pada waktu

7

memfrais benda kerja harus diputar sedemikian banyaknya porosnya (garis center),

sehingga sesuai dengan kisar lilitan ulir.

2.2.2 Berdasarkan Fungsi dan Kegunaannya.

1. Mesin Frais Copy.

Merupakan mesin milling yang digunakan untuk mengerjakan bentukan

yang rumit. Maka dibuat master / mal yang dipakai sebagai referensi untuk

membuat bentukan yang sama. Mesin ini dilengkapi 2 head mesin yang

fungsinya sebagai berikut :

a. Head yang pertama berfungsi untuk mengikuti bentukan masternya.

b. Head yang kedua berfungsi memotong benda kerja sesuai bentukan

masternya.

Antara head yang pertama dan kedua dihubungkan dengan menggunakan

sistem hidrolik. Sitem referensi pada waktu proses pengerjaan adalah sebagai

berikut:

a. Sistem menuju satu arah, yaitu tekanan guide pada head pertama ke arah

master adalah 1 arah.

b. Sistem menuju 1 titik, yaitu tekanan guide tertuju pada satu titik dari

master.

Gambar 2.6 Mesin frais copy

8

Mekanik mesin ini pada dasarnya sesuai dengan peralatan reduksi jajaran

genjang pada mesin-mesin uap, supaya pemindahan langkah tersebut pada

tromol kertas pesawat indikator dapat dikecilkan. Dengan menggunakan

lebih dahulu sebuah jarum penghantar lebih tebal dan sebuah frais lebih

kuat, yang mengambil geram-geram lebih berat maka terlebih dahulu bentuk

yang mendekati bentuk yang dikehendaki, kemudian dengan geram dan freis

yang lebih halus diperoleh bentuk terakhir. Dalam mesin-mesin ini, frais dan

jarum pengantar itu dapat ditukar sehingga dapat memungkinkan untuk

membuat suatu contoh yang lebih besar dari bahan yang lebih lunak

misalnya : aluminium, kayu keras dan lain-lain. Meja dan suport lintang

dengan kepala frais digerakkan secara hidrolik dan dalam pada itu

dikemudikan dengan roda tangan atau otomatis. Untuk ini hanya digunakan

dua buah tuas, masing-masing dengan lima kedudukan, kecepatan penjalan

dan kelajuan cepat mesin ini dapat ditetapkan kekanan dan kekiri. Untuk

eretan lintang adalah sedemikian pula, yaitu maju atau mundur.

2. Mesin Milling Hobbing

Gambar 2.7 Mesin milling hobbing

Merupakan mesin milling yang digunakan untuk membuat roda gigi / gear dan

sejenisnya (sprocket dll). Alat potong yang digunakan juga spesifik, yaitu

membentuk profil roda gigi (evolvente) dengan ukuran presisi.

9

3. Mesin Milling Gravier

Gambar 2.8 Mesin milling gravier

Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar atau tulisan dengan

ukuran yang dapat diatur sesuai keinginan dengan skala tertentu.

4. Mesin Milling Planer

Gambar 2.9 Mesin milling planer

10

Merupakan mesin yang digunakan untuk memotong permukaan (face cutting)

dengan benda kerja yang besar dan berat.

5. Mesin Milling CNC

Gambar 2.10 Mesin milling CNC

Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan

bentukan-bentukan yang lebih komplek. Merupakan kombinasi mesin milling

copy dan gravier. Semua control menggunakan sistem electronik yang komplek

(rumit). Dibutuhkan operator yang ahli dalam menjalankan mesin ini.

2.3 Bagian Utama Mesin Frais

Uraian selengkapnya dari bagian-bagian utama dari sebuah 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

11

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.

a. Berdasarkan bagian yang digerakkan dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

1. Transmisi spindle utama.

2. Transmisi feeding.

b. Berdasarkan sistem tranmisinya dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

1. Transmisi gear box.

2. Transmisi v-blet.

5. Knee.

Merupakan bagian mesin untuk menopang / menahan meja mesin. Pada bagian

ini terdapat transmisi gerakan pemakanan (feeding).

6. Colum / 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.

12

2.4 Alat-Alat Potong Mesin Frais

Mesin frais mempunyai beberapa alat potong yang mempunyai fungsi berbeda.

Berikut ini alat-alat yang ada pada mesin frais :

1. Jenis-Jenis Pisau Frais

Pisau mesin frais atau cutter mesin frais baik horisontal maupun vertical memiliki

banyak sekali jenis dan bentuknya. Pemilihan pisau frais berdasarkan pada bentuk

benda kerja, serta mudah atau kompleksnya benda kerja yang akan dibuat.

a.    Pisau Mantel.

Pisau jenis ini dipakai pada mesin frais horizontal. Biasanya digunakan untuk

pemakanan permukaan kasar (roughing) dan lebar.

Gambar 2.7 Pisau mantel

b.    Pisau Alur.

Pisau alur berfungsi untuk membuat alur pada bidang permukaan benda kerja.

Jenis pisau ini ada beberapa macam yang penggunaanya disesuaikan dengan

kebutuhan.

Gambar 2.8 Pisau alur

c.    Pisau Frais Bergigi.

Pisau jenis ini digunakan untuk membuat roda gigi sesuai jenis dan jumlah gigi

yang diinginkan. Pada pisau bergigi ini benda yang tersayat akan lebih cepat,

dikarenakan bentuk pisaunya yang bergigi.

13

Gambar 2.9 Pisau frais bergigi

d.    Pisau Frais Radius Cekung dan Cembung.

Gambar 2.10 Pisau frais cembung & pisau frais cekung

Pisau jenis ini digunakan untuk membuat benda kerjanya yang bentuknya

memiliki radius dalam (cembung atau cekung). Pisau frais radius cekung proses

kerjanya sama dengan pisau radius cembung hanya saja yang membedakan 

adalah bentuk pisau yang berbeda.

e.    Pisau Frais Alur T

Gambar 2.11 Pisau frais alur T.

Pisau ini hanya digunakan untuk membuat alur berbentuk T seperti halnya pada

meja mesin frais. Benda kerja yang akan disayat diatur dengan selera operator,

sehingga menghasilkan bentuk sayatan yang diinginkan.

14

f.    Pisau Frais Sudut

Gambar 2.12 Pisau frais sudut.

Pisau ini berguna untuk membuat alur berbentuk sudut yang hasilnya sesuai

sudut pisau yang digunakan. Pisau jenis ini memiliki sudut-sudut yang berbeda

diantaranya 30, 45, 50, 60, 70, 80 derajat.

g.    Pisau jari.

Ukuran pisau jenis ini sangat bervariasi mulai ukuran kecil sampai ukuran

besar.  

2.5 Alat Bantu Pada Mesin Frais.

Alat bantu pada mesin frais pada garis besarnya dapat dibagi atas tiga bagian

yaitu perlengkapan yang kedudukannya pada paksi mesin misalnya poros frais, kolet

dan alat-alat lain yang digunakan untuk pemasangan pisau frais, perlengkapan kedua

ialah perlengkapan yang berfungsi sebagai alat penjepit misalnya catok, pelat-pelat

penjepit, penahan benda kerja dan lain-lain. Perlengkapan berikutnya adalah kepala

pembagi, meja silinder, kepala lepas.

1. Poros mesin (Arbor).

Poros mesin frais adalah perlengkapan mesin frais yang bertungsi sebagai

tempat kedudukan pisau frais dan ditempatkan pada sumbu utama mesin, alat ini

bentuknya bulat panjang dan sepanjang badannya beralur spi, bagian ujung

bentuknya tirus dan ujungnya berulir dan ditempatkan pada lubang paksi dan diikat

oleh baut pengikat. Poros mesin ini selalu dilengkapi dengan cincin (collar) yang

beralur spi dan terpasang sepanjang poros, dimana cincin ini berguna untuk

mengikat pisau frais yang terpasang diantara cincin-cincin tersebut. Cincin akan

15

ditahan oleh penahan poros ukurannya lebih besar dari pada cincin-cincin yang

lainnya dan dikerjakan dengan sangat hati-hati sehingga halus dan ukurannya tepat

sama dengan lubang penahan poros, jika kedudukan cincin dan poros longgar

maka akibatnya penyayatan pisau frais akan bergetar, putaran pisau tidak sentris,

hasil penyayatan tidak rata dan lambat laun poros akan bengkok.

Gambar 2.13 Arbor

2. Kepala Lepas (tail-stock).

Kepala lepas pada mesin frais fungsinya sama dengan pada mesin bubut

hanya konstruksinya yang berbeda, dimana kedudukan sumbu senternya dapat

diatur dalam arah memutar vertikal dan dapat dinaik turunkan sesuai tinggi sumbu

benda kerja yang dibutuhkan. Kepala lepas dipasang di atas meja mesin dengan

kedudukan segaris dengan kepala pembagi.

Gambar 2.14 Tail-stock

3. Ragum.

Ragum digunakan untuk menjepit benda kerja; karena bentuk dan ukuran

benda kerja berbeda-beda maka ragum yang ada juga bermacam-macam. Jenis

ragum ada beberapa macam, diantaranya adalah :

a. Ragum datar, dipakai untuk pekerjaan yang ringan.

b. Ragum pelat, dipakai untuk pekerjaan berat pada mesin yang besar,

16

c. Ragum busur, pada alas ragum terdapat skala indeks sudut, sudut rahang

benda kerja dapat disetel dalam arah horizontal sebesar sudut yang

dikehendaki.

d. Ragum universal, sudut rahang dapat disetel dalam arah horizontal dan

vertikal sebesar sudut yang dikehendaki.

a. Ragum datar c. Ragum busur

b. Ragum pelat d. Ragum universal

Gambar 2.15 Macam-macam ragum.

4. Kepala Pembagi (dividing head).

Kepala pembagi sering dipakai pada mesin frais untuk memegang dan

mengatur letak benda kerja selama proses pengefraisan. Jenis kepala pembagi ada

3 (tiga) golongan besar :

a. Kepala pembagi langsung.

Komponen kepala pembagi langsung terhadap badan, spindel untuk

memegang dan memutar benda kerja, suatu alat penunjuk yang terpasang

pada spindel dan pengunci. Benda kerja diputar langsung dengan

menggunakan tangan. Pelat penunjuk mempunyai lubang yang terletak

melingkar yang memungkinkan pin (pasak) untuk dipasang pada posisi 2, 3,

4, 5, 6, 8, 9,10,15, 24, 30, dan 60 dari benda kerja.

b. Kepala pembagi datar.

Kepala pembagi datar (tidak langsung) memungkinkan diperolehnya posisi

yang lebih Iuas pada suatu pembagi yang terletak disisi. Bagian kepala terdiri

dari spindel (untuk memegang dan memutar benda kerja) yang dihubungkan

dengan melalui roda gigi cacing ke suatu batang penunjuk. Roda gigi cacing

17

umumnya mempunyai perbanding-an reduksi 40 : 1 oleh karenanya untuk

memutar benda kerja satu kali diperlukan 40 kali putaran poros penunjuk.

c. Kepala pembagi universal.

Kepala pembagi universal dapat dipergunakan sebagai kepala pembagi

langsung, sederhana dan kepala pembegi bersudut. Spindel kepala pembagi

dapat dimiringkan membentuk suatu sudut yang dipergunakan untuk

pembukaan permukaan bersudut.

Gambar 2.15 Kepala pembagi dan kepala lepas

Kepala pembagi berguna untuk membagi sudut dari benda yang difrais

sehingga menghasilkan pembagian yang sama, alat ini sangat penting

khususnya diwaktu membuat sesuatu segi yang sama sisi pada suatu batang

bulat misalnya segi 4, 6, 8, roda gigi, alur-alur beraturan segi banyak

beraturan, alur sekrup. Benda kerja dapat dijepit antara dua senter atau salah

satu ujungnya dijepit dengan chuk dan ujung lain didukung dengan

menggunakan arbor penjepit yang dimasukkan ke dalam lubang tirus pada

spindel. Kepala pembagi dapat juga dihubungkan ke poros meja mesin

melalui roda-roda gigi misalnya untuk mengefrais alur spiral, kam dan lain-

lain.

Contoh perhitungan :

1. Jika akan difrais suatu batang bulat panjang sehingga menjadi segi empat

sama sisi maka batang pemutar kepala pembagi harus diputar 40 : 4 = 10

putaran setiap pergantian pengefresan, karena hasilnya genap yaitu 10

maka ujung puncak dapat ditempatkan pada lubang mana saja, asalkan

setelah diputar 10 kali harus ditempatkan kembali pada lubang semula.

2. Bila batang tersebut akan difrais menjadi segi 12 sama sisi maka caranya

adalah :

a. Batang tersebut harus diputar 40 : 12 = 3 1/3 putaran setiap

pergantian bagian yang difrais.

b. Carilah salah satu angka pada piring pembagi yang dapat dibagi

dengan 3 misalnya 21, aturlah batang pemutar itu sehingga ujung

18

puncak masuk pada lubang yang terdapat pada baris lingkaran

yang berangka 21.

c. 1/3 putaran = 1/3 x 21 = 7 bagian atau 8 lubang (selalu ditambah 1),

dengan demikian batang pemutar tersebut harus diputar 3 kali

ditambah 8 lubang. Agar kelebihan putaran ini (8 lubang) tidak

selalu harus dihitung atau tidak terjadi kekeliruan setiap pergantian

bagian yang di frais maka kaki jangka diatur sehingga jarak kedua

kaki tersebut 8 lubang, setiap pergantian bagian yang difrais, kaki

jangka ini diputar sehingga kedudukan puncak selalu tetap pada

jarak putaran yang telah ditentukan.

5.Meja putar keliling.

Meja putar keliling dinamakan juga meja pembagi yang sering dipakai pada

mesin frais tegak (vertikal), meja ini terdiri dari rumah tetap yang di dalamnya

terdapat mekanik penggerak dan sebuah pelat putar, dalam pelat ini terdapat alur T

untuk menambatkan benda kerja atau perkakas dengan bantuan baut pengikat. Di

tengah pelat putar dibubut sebuah lubang pemusat atau kortis pemusat yang di

dalamnya dapat ditempatkan perkakas pemusat dan perkakas penambat. Pelat itu

dapat dikuatkan pada tiap kedudukan dengan bantuan suatu lengkapan jepit. Meja

putar keliling dapat dikuatkan di alas meja pengikat mesin frais dengan bantuan

baut pengikat, melalui bagian tengah pelat dasar dapat diadakan sebuah aluran

untuk keperluan blok-blok pengarah yang sesuai dalam aluran tambat pada meja

penambat. Pada beberapa petak meja putar keliling dalam pinggiran pelat putar

terdapat kemungkinan untuk memasang tumpuan pembatas yang digunakan untuk

pembuatan pekerjaan seri, dengan demikian pelat putar akan selalu berputar sama

jauhnya sehingga tiap benda kerja memperoleh pengerjaan yang serupa, tepat

pada tempat yang sama.

Gambar 2.16 Meja putar keliling

19

2.6 Mengefrais Roda Gigi

Untuk memfrais roda gigi, maka bahan roda gigi itu harus dijepit pada suatu as,

dan as dengan bahan roda gigi dipasang diantara kepala pembagi dan kepala lepas.

Kepala pembagi dan kepala lepas dipasang pada meja frais. Dalam pekerjaan memfrais

membuat roda-roda gigi diperlukan suatu alat yang dapat membagi bahan roda gigi

dalam jumlah yang sama dan teliti. Artinya sesudah setiap kali memfrais satu parit gigi,

bahan roda gigi dapat diputarkan sedemikian rupa banyaknya sehingga pada keliling

bahan roda gigi dapat difrais dengan suatu pembagi gigi, seperti yang direncanakan.

Alat itu disebut kepala pembagi, juga berguna untuk merencanakan benda pekerjaan

yang akan difrais dengan mempergunakan kepala lepas. Yang dimaksudkan memfrais

roda gigi dengan memakai metoda pembagian adalah memfrais dengan memakai alat

frais profil atau alat frais roda gigi. Memfrais roda gigi dengan metoda urai adalah

memfrais benda pekerjaan dengan memakai alat frais urai roda gigi dari alat tersebut

dapat dibuat roda-roda gigi dari modul yang sama.

a. Untuk memfrais suatu roda gigi dengan gigi yang lurus.

Alat frais urai roda gigi harus dipasang miring terhadap bidang sisi mendatar

bahan baku roda gigi yang akan difrais itu. Jadi sudut batang as frais sama

besarnya dari sudut miring gigi-gigi alat frais.

b. Untuk memfrais suatu roda gigi dengan gigi-gigi yang miring.

Maka kedudukan batang as frais harus membentuk suatu sudut yang sama

dengan sudut miring gigi alat frais urai.

c. Untuk memfrais roda-roda gigi cacing.

Alat frais urai roda gigi cacing pada batang as frais tidak perlu diatur pada

kedudukan miring terhadap roda gigi cacing yang akan difrais, karena sudut

miring dari roda gigi cacing adalah sama dengan sudut kemiringan gigi dari alat

frais urai roda gigi cacing.

2.7 Mengefrais Alur Bentuk Spiral

Alur bentuk spiral adalah merupakan garis ulir atau spiral pada suatu bidang

silinder, bentuk spiral banyak digunakan pada: bor spiral, alat peluas, alat faris mantel,

roda gigi ulir dan lain-lain. Dalam memfrais alur dengan bentuk lurus,maka alat frais

mengadakan gerakan putar sedang benda kerja membuat gerakan garis lurus, apabila

suatu benda kerja diberikan suatu gerakan berputar dalam gerakan yang lambat, maka

akan terbentuk alur-alaur dalam bentuk spiral. Maka untuk memfrais benda kerja

berbentuk spiral, harus dipasang miring dibawah as utama mesin frais, dan

kemiringannya tergantung dari pada jarak puncak ulir.

20

2.8 Jenis Pemotong Frais

Mesin frais mampu melakukan banyak tugas karena tersedia keaneka ragaman

yang luas dari pemotong. Pemotong ini biasanya dikelompokkan menurut bentuk

umumnya, meskipun dalam beberapa kasus mereka dikelompokkan menurut cara

penggunannya, bahan yang dipakai dalam giginya, atau metode yang digunakan dalam

menggerinda giginya. Terdapat tiga desain umum dari pemotong :

1. Pemotong arbor, pemotong ini mempunyai lubang dipusatnya untuk pemasangan

pada arbor.

2. Pemotong tangkai, pemotong jenis ini mempunyai tangkai lurus atau tirus yang

menjadi satu dengan badan pemotong. Ketika digunakan, pemotong ini

dipasangkan pada spindle.

3. Pemotong muka, pemotong ini dibaut atau dipegang pada ujung arbor pendek dan

biasanya dipakai untuk mengefrais permukaan rata.

Pengelompokkan menurut bahannya adalah mengikuti cara pengelompokkan pada

perkakas pemotong yang lain. Pemotong freis terbuat dari baja karbon tinggi, berbagai

baja kecepatan tinggi, atau yang berujung karbida disinter atau paduan cor bukan besi

tertentu. Pemotong baja karbon tinggi mempunyai batas pemakaian, karena akan

tumpul dengan cepat kalau digunakan kecepatan potong dan hantaran yang tinggi.

Pemotong serbaguna pada umumnya terbuat dari baja kecepatan tinggi yang

mempertahankan mata potong tajam, keras dan ulet pada suhu sekitar 500 sampai 600

derajat. Sehingga dapat digunakan kecepatan potong 2 sampai 2 setengah kali dari

yang dianjurkan untuk pemotong baja karbon. Logam cor bukan besi, misalnya stelit,

cobalt atau rexalloy, dan pemotong berujung karbida, memiliki tahanan panas lebih

tinggi dan khususnya sesuai untuk pemotongan berat dan kecepatan potong tinggi.

Bahan ini digunakan sebagai sisipan yang dipegang pada badan pemotong atau

dipatrikan langsung pada ujung giginya. Kecepatan potong dari pemotong bahan cor

bukan besi dan karbida berkisar dari dua sampai lima kali daripada yang dianjurkan

untuk baja berkecapatan tinggi. Gigi dalam pemotong frais dibuat dalam dua jenis umum

menurut metoda yang digunakan pada pengasahannya. Pemotong profil diasah dengan

menggerinda sebuah tepi kecil dibelakang mata potong dari gigi. Ini juga memberikan

pengaman yang diperlukan pada punggung mata potong. Pemotong yang dibentuk

dibuat dengan pengaman (di punggung mata potong) yang bentuk kelilingnya sama

seperti mata potongnya. Untuk mengasah pemotong ini, mukanya digerinda sedemikian

shingga tidak merusak bentuk keliling dari gigi. Pemotong yang paling umum dipakai,

dikelompokkan terutama menurut bentuk umumnya atau jenis pekerjaan yang dapat

dilakukannya.

21

1. Pemotong frais biasa, pemotong biasa adalah sebuah pemotong berbentuk yang

hanya memiliki gigi pada kelilingnya. Giginya dapat lurus, piringan atau heliks

kalau lebarnya lebih dari 15 mm. Pemotong heliks lebar yang digunakan untuk

pekerjaan meratakan yang berat mungkin memiliki takik pada giginya untuk

mematahkan serpihan dan memudahkan pengeluarannya.

2. Pemotong frais samping, pemotong ini mirip dengan pemotong datar kecuali

bahwa giginya di samping. Kalau dua pemotong beroperasi bersama, setiap

pemotong adalah datar pada satu sisi dan memiliki gigi pada sisi yang lain.

Pemotong frais samping mungkin bergigi lurus, heliks atau zig zag.

3. Pemotong gergaji pembelah logam, pemotong ini mirip dengan pemotong frais

datar atau samping kecuali bahwa pembuatannya sangat tipis, biasanya 5 mm

atau kurang. Pemotong datar dari jenis ini diberi pengaman dengan menggerinda

sisinya untuk menghasilkan ruang bebas bagi pemotongnya.

4. Pemotong frais sudut, semua pemotong bentuk sudut termasuk dalam kelompok

ini. Mereka dibuat menjadi pemotong sudut tunggal maupun sudut ganda.

Pemotong sudut tunggal ini mempunyai satu permukaan kerucut, sedangkan

pemotong sudut ganda bergigi pada dua permukaan kerucut. Pemotong sudut

digunakan untuk memotong lidah rata, tanggem, galur pada pemotong frais dan

pelebar lubang.

5. Pemotong frais bentuk, gigi pada pemotong ini diberikan suatu bentuk khusus.

Termasuk didalamnya adalah pemotong cekung dan cembung, pemotong roda

gigi, pemotong alur, pemotong pembulat sudut dan sebagainya.

6. Pemotong frais ujung, pemotong ini mempunyai proses integral untuk

menggerakkan dan mempunyai gigi di keliling dan ujungnya. Galurnya dapat

lurus ataupun heliks. Pemotong besar yang disebut frais cangkang mempunyai

bagian pemotong terpisah yang dipegangkan pada arbor batang. Karena

mahalnya baja kecepatan tinggi, maka konstruksi ini menghasilkan banyak

penghematan dalam biaya bahan. Frais ujung digunakan untuk proyeksi

permukaan, membujur sangkarkan ujung, memotong celah dan dalam pekerjaan

pencerukkan misalnya pembuatan cetakan.

7. Pemotong celah – T, pemotong jenis ini menyerupai pemotong datar kecil atau

frais samping yang memiliki poros integral lurus atau tirus untuk penggerakan.

Penggunaannya untuk memfrais celah – T. Bentuk yang khusus adalah

pemotong dudukan wood ruff, yang dibuat dalam ukuran standar untuk

memotong dudukan bulat bagi pasak wood ruff.

8. Pemotong gigi sisipan, dengan meningkatnya ukuran pemotong adalah

ekonomis untuk menyisipkan gigi yang terbuat dari bahan mahal ke dalam baja

22

yang lebih murah. Gigi pada pemotong semacam ini dapat diganti kalau aus atau

patah.

BAB III

JURNAL PRAKTIKUM

3.1 Maksud dan Tujuan

Untuk melatih kemampuan mahasiswa teknik mesin dalam mengoperasikan

mesin frais/ milling.

Agar setiap mahasiswa teknik mesin dapat mengetahui komponen dan fungsi

mesin frais.

Agar setiap mahasiswa teknik mesin dapat mengetahui proses dan langkah-

langkah pengerjaan pada mesin frais.

Agar setiap mahasiswa teknik mesin dapat mengetahui dari jenis-jenis mesin

frais.

Agar setiap mahasiswa teknik mesin dapat memiliki ketrampilan bekerja

menggunakan mesin frais.

3.2 Alat dan Bahan

Alat :

1. Mesin frais.

2. Pisau/pahat modul 3"

3. Safety glasses.

4. Collant.

5. Jangka Sorong.

Bahan

1. Alumunium Ø63mm tebal 15 mm.

3.3 Langkah Kerja

1. Persiapkan alat dan bahan.

2. Jepit benda kerja pada spindel utama dengan pas.

3. Kalibrasi ketinggian benda terhadap modul sebagai titik nol pemakanan.

4. Lakukan penghitungan terhadap jumlah roda gigi yang akan dibuat.

23

5. Lakukan proses pemakanan benda kerja sesuai penghitungan yang sudah

ditentukan.

6. Beri coolant, supaya modul dan benda kerja tidak terlalu panas.

7. Lakukan penghalusan terhadap benda kerja sebagai finishing.

8. Rapihkan dan bersihkan tempat kerja

3.4 Rumus Perhitungan Roda Gigi Pada Mesin Frais

1. Menentukan Piringan Pembagi.

37 x DK/Z

38 x DK/Z

39 x DK/Z

40 x DK/Z

41 x DK/Z

Setiap angka didepan adalah jumlah profil roda gigi.

2. Rumus Pembagi Roda Gigi.

DK = (Do + Z) x m

HF = 1,25 x m

m= Modul yang digunakan, m=3

Z = DK/m

DK = 63 +2 x 3

= 69

HF = 1,25 x 3

= 3.75

Z = 69 : 3

= 23

24

3.5 Gambar Hasil Benda Kerja Praktikum

Gambar 3.1 Benda kerja praktikum

25

3.6 Kesimpulan

Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan dapat saya simpulkan bahwa :

1. Dengan adanya praktikum, mahasiswa dapat mengerti proses pembuatan gear

dengan mesin frais secara baik dan benar.

2. Dengan adanya praktikum, mahasiswa dapat mengerti fungsi dari bagian-bagian

mesin frais.

3. Mahasiswa dapat melakukan proses secara efisien, antara lain :

Kecepatan.

Ketelitian pengukuran.

Kerapihan hasil proses dan finishing.

4. Mahasiswa dapat memahami peraturan keselamatan dan kesehatan kerja saat

proses pengoperasian mesin frais.

5. Mahasiswa dapat membaca dan memahami alat ukur.

26

BAB IV

PEMBAHASAN SOAL

4.1 Soal1. Sebutkan Jenis-jenis mesin frais?2. Sebutkan bagian mesin frais beserta

fungsinya?3. Sebutkan jenis-jenis pahat frais?4. Sebutkan kelemahan dan kelebihan

mesin frais?4.2 Jawaban4.2.1 Jenis-jenis Mesin Frais.a. Mesin Frais berdasarkan

posisi spindle utama ada 3 jenis, antara lain :Mesin Frais Horizontal.

Merupakan mesin frais yang poros utamanya sebagai pemutar dan

pemegang alat potong pada posisi mendatar. 

1. Mesin Frais Vertikal.

Merupakan mesin frais dengan poros utama sebagai pemutar dengan

pemegang alat potong dengan posisi tegak. 

2. Mesin Frais Universal.

Adalah suatu mesin frais dengan kedudukan arbornya mendatar

perubahan kearah vertikal dapat dilakukan dengan mengubah

posisi arbor. Gerakan meja dari mesin ini dapat kearah memanjang,

melintang, naik turun. Dan dapat diputar membuat sudut tertentu

terhadap bodi mesin.

b. Berdasarkan Fungsi Kegunaannya, antara lain :

1. Mesin Frais copy.

Merupakan mesin milling yang digunakan untuk mengerjakan bentukan

yang rumit. Maka dibuat master / mal yang dipakai sebagai referensi

untuk membuat bentukan yang sama.

2. Mesin Milling Hobbing

Merupakan mesin milling yang digunakan untuk membuat roda gigi / gear

dan sejenisnya ( sprocket dll ). Alat potong yang digunakan juga spesifik,

membentuk profil roda gigi (Evolvente) dengan ukuran presisi.

3. Mesin Milling Gravier

Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar atau tulisan

dengan ukuran yang dapat diatur sesuai keinginan dengan skala tertentu.

4. Mesin Milling Planer

Merupakan mesin yang digunakan untuk memotong permukaan (face

cutting) dengan benda kerja yang besar dan berat.

5. Mesin milling CNC

27

Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja

dengan bentukan – bentukan yang lebih komplek. Merupakan kombinasi

mesin milling copy dan gravier. Semua control menggunakan sistem

electronic yang komplek (rumit). Dibutuhkan operator yang ahli dalam

menjalankan mesin ini.

4.2.2 Bagian-bagian Mesin Frais dan Fungsinya

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 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.

a. Berdasarkan bagian yang digerakkan dibedakan jadi 2 macam yaitu :

1. Transmisi spindle utama

2. Transmisi feeding

b. Berdasarkan sistem tranmisinya dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

1. Transmisi gear box.

2. Transmisi v – blet.

5. Knee.

28

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.

4.2.3 Jenis-jenis Pahat Frais

Pisau mesin frais atau cutter mesin frais baik horisontal maupun vertical

memiliki banyak sekali jenis dan bentuknya. Pemilihan pisau frais berdasarkan pada

bentuk benda kerja, serta mudah atau kompleksnya benda kerja yang akan dibuat.

a.    Pisau Mantel.

Pisau jenis ini dipakai pada mesin frais horizontal. Biasanya digunakan untuk

pemakanan permukaan kasar (roughing) dan lebar.

Gambar 4.1 Pisau Mantel

b.    Pisau Alur.

29

Pisau alur berfungsi untuk membuat alur pada bidang permukaan benda

kerja. Jenis pisau ini ada beberapa macam yang penggunaanya disesuaikan

dengan kebutuhan.

Gambar 4.2 Pisau alur

c.    Pisau Frais Bergigi.

Pisau jenis ini digunakan untuk membuat roda gigi sesuai jenis dan jumlah

gigi yang diinginkan. Pada pisau bergigi ini benda yang tersayat akan lebih

cepat, dikarenakan bentuk pisaunya yang bergigi.

Gambar 4.3 Pisau frais bergigi

d.    Pisau Frais Radius Cekung dan Cembung.

Gambar 4.4 Pisau frais cembung & pisau frais cekung

30

Pisau jenis ini digunakan untuk membuat benda kerjanya yang bentuknya

memiliki radius dalam (cembung atau cekung). Pisau frais radius cekung

proses kerjanya sama dengan pisau radius cembung hanya saja yang

membedakan  adalah bentuk pisau yang berbeda.

e.    Pisau Frais Alur T

Gambar 4.5 Pisau frais alur T.

Pisau ini hanya digunakan untuk membuat alur berbentuk T seperti halnya

pada meja mesin frais. Benda kerja yang akan disayat diatur dengan selera

operator, sehingga menghasilkan bentuk sayatan yang diinginkan.

f.    Pisau Frais Sudut

Gambar 4.6 Pisau frais sudut.

Pisau ini berguna untuk membuat alur berbentuk sudut yang hasilnya sesuai

sudut pisau yang digunakan. Pisau jenis ini memiliki sudut-sudut yang

berbeda diantaranya 30, 45, 50, 60, 70, 80 derajat.

g.    Pisau jari.

Ukuran pisau jenis ini sangat bervariasi mulai ukuran kecil sampai ukuran

besar.  

31

4.2.4 Kelebihan dan Kekurangan Mesin Frais

4.2.4.1 Up Milling

Up milling adalah proses penyayatan benda kerja yang dilakukan oleh pisau frais

dimana pisau frais berputar dari bawah ke atas dan arah hantaran mejanya

berlawanan arah dengan putaran pisau.

Gambar 4.7 Proses up milling.

a.    Kelebihan

-    Pisau menyayat benda kerja mulai dari tipis ke tebal agar pisaunya lebih

awet.

-    Geram – geram  yang terlempar ke bagian benda kerja yang belum di

frais agar hasil lebih halus dan tidak memerlukan pengerjaan tambahan.

b.    Kekurangan

-    Akan menimbulkan getaran yang membuat kebisingan.

-    Hanya memproduksi dalam skala kecil.

-    Permukaan benda keras sehingga menurunkan kualitas produk.

4.2.2 Down Milling

Down milling adalah proses penyerutan benda kerja yang dilakukan pisau

frais dimana pisau bergerak dari atas ke bawah dan arah hantaran meja searah

dengan arah putaran pisau.

32

Gambar 4.8 Proses down milling.

a. Kelebihan

- Arah sayatan ke bawah dan adanya meja yang menekan serta lontaran

yang searah menyebabkan getaran yang terjadi lebih kecil.

-    Getaran yang terjadi kecil agar gaya hantaran yang menahan diberikan

lebih besar agar pengerjaan lebih cepat dan hasil produksi lebih besar.

b.    Kekurangan

- Pisau sayat benda kerja dimulai dari tebal sampai tipis sehingga pisau

kurang awet selain itu daya yang dibutuhkan besar.

- Geram terlempar ke daerah benda kerja yang di suruh di frais sehingga

hasilnya kasar dan menentukan pengerjaan tambahan.

33

BAB V

KESIMPULAN

Mesin frais (milling machine) adalah mesin perkakas yang dalam proses kerja

pemotongannya dengan menyayat atau memakan benda kerja menggunakan alat potong

bermata banyak yang berputar (multipoint cutter). Pisau frais dipasang pada sumbu atau

arbor mesin yang didukung dengan alat pendukung arbor. Pisau tersebut akan terus

berputar apabila arbor mesin diputar oleh motor listrik, agar sesuai dengan kebutuhan,

gerakan dan banyaknya putaran arbor dapat diatur oleh operator mesin frais. Mesin frais

mempunyai beberapa hasil bentuk yang berbeda, dikarenakan cara pengerjaannya. Berikut

ini bentuk-bentuk pengefraisan yang bisa dihasilkan oleh mesin frais:

1. Bidang rata datar.

2. Bidang rata miring menyudut.

3. Bidang siku.

4. Bidang sejajar.

5. Alur lurus atau melingkar.

6. Segi beraturan atau tidak beraturan.

7. Pengeboran lubang atau memperbesar lubang.

8. Roda gigi lurus, helik, paying, cacing.

9. Nok/eksentrik, dll.

Dalam proses pengefraisan pada benda kerja diperlukan perencanaan yang tepat, agar

terhindar dari kesalahan selama proses pengerjaan bahan, salah satunya dimulai pada saat

proses perhitungan untuk menentukan putaran pada mesin frais, selanjutnya pada saat

pengerjaan harus dilakukan dengan teliti.