Makalah PraktikumLaboratorium Teknologi Mekanik

PERCOBAAN

MILLING

Disusun oleh:

Arham Mursalim

D221 13 009

Kelompok B/XIV

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

GOWA

2014

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha

Kuasa,atas karunia dan nikmat yang telah dilimpahkan kepada kita

semua. Salawat dansalam semoga tercurah kehadiran Rasulullah SAW,

yang menjadi rahmat bagialam semesta. Atas berkat rahmat dan hidayah-

Nya penulis dapat menyelesaiakan laporan ini. Laporan ini merupakan

tulisan yang dibuat guna memenuhi tugas Proses Manufaktur Dasar

Milling serta untuk lebih memahami materi yang diberikan. Di

dalam laporan ini terdiri dari beberapa pengetahuan tentang milling yang

sangat berguna, bagi kita sebagai seorang mahasiswa teknik.

Dan dalam pembuatan laporan ini juga tidak lepas dari pengalaman

praktek yang

sudah saya jalani selama satu minggu. Pengalaman itu sangat membantu 

saya dalam pembuatan laporan ini. Oleh sebab itu saya mengucapkan ba

nyak terima kasih kepada semua pihak yang terlibat, Alfian Akbar selaku

instruktur serta teman-teman yang membantu saya dalam praktek yang

sangat membantu saya dalam pembuatan laporan ini. 

Saya menyadari bahwa laporan yang saya buat ini sangat jauh dari

katasempurna. Oleh karena itu ,kritik dan saran sangat saya harapkan.

Untuk evaluasisaya pribadi ,agar menjadi lebih baik kelak nanti. Semoga

laporan ini dapat bermanfaat khususnya bagi saya sendiri dan juga para

pembaca. Terima kasih.

Wassalamu’alaikum wr.wb.

Penyusun,

Arham Mursalim (D221 13 009)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Pengerjaan logam dalam dunia manufacturing ada beberapa macam, mulai dari pengerjaan panas, pengerjaan dingin hingga pengerjaan logam secara mekanis.

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.

Mesin milling dapat menghasilkan permukaan bidang rata yang cukup halus, tetapi proses ini membutuhkan pelumas berupa oli yang berguna untuk pendingin mata milling agar tidak cepat aus.

Proses milling adalah proses yang menghasilkan chips (beram). Milling menghasilkan permukaan yang datar atau berbentuk profil pada ukuran yang ditentukan dan kehalusan atau kualitas permukaan yang ditentukan.

Proses kerja pada pengerjaan dengan mesin milling dimulai dengan mencekam benda kerja , kemudian dilanjutkan dengan pemotongan dengan alat potong yang disebut cutter, dan akhirnya benda kerja akan berubah ukuran maupun bentuknya.

I.2 Rumusan Masalah

1. Jelaskan sejarah mesin frais2. Sebutkan jenis mesin frais konvensional dan otomatis3. Sebutkan jenis – jenis pisau frais 4. Jelaskan perbedaan roda gigi dan pully5. Sebutkan profil material dan roda gigi

BAB II

LANDASAN TEORI

II.1. Sejarah Mesin Frais

Tahun 1810-1830Mesin milling dikembangkan dari suatu proses alat pemotong

berupakikir yang berputar, yaitu cutter dengan bentuk seperti saat ini dengan bentuk gigi kikir dan berputar. Ada juga yang memiliki gigi seperti pada headstock di mesin bubut (turning ). Kesemuanya itu disebut rotary filling .Kemudian dikembangkan menjadi arti milling yang sesungguhnya, dengan tujuan untuk mengurangi waktu dan proses kerja bangku.

Perkembangan dari mesin milling banyak yang tidak diketahui karena dilakukan secara sendiri-sendiri di suatu bengkel dan tidak seorangpun yang menularkannya secara turun-menurun.

Walaupun demikiannya secara garis besarnya sejarah mesin milling telah diketahui. Rotary filling yang bentuknya panjang diketahui sebagai alat potong milling. Yang terkenal adalah yang dibuat oleh Jacques deVaucanson, circa 1760. Hal itu juga diperjelas, bahwa mesin milling memiliki kelas tersendiri pada kelompok machine tool (terpisah dari mesin turning) dan diterbitkan antara 1814 dan 1818. 

Joseph W. Roe, yang dikenal sebagai bapak penemu sejarah machine tools, dihormati oleh Eli Whitney dengan membuat sebuah mesin milling yang sesungguhnya.

Walau bagaimanapun juga, banyak penghargaan yang harus diberikan kepada berbagai macam penemu, antara lain: Robert Johnson,Simeon North, Captain John H. Hall, dan Thomas Blanchard (Beberapa penemu yang disebutkan di atas kadang-kadang tertulis di internet sebagai “Penemu Pertama Mesin Milling” atau “The inventor of inter change able parts” termasuk Robert S. Woodbury dan teman. Beberapa orang mengklaim bahwa hal itu berlebih-lebihan, bahwa teknologi ini telah ditemukan beberapa waktu yang lalu oleh banyak orang.

Dua perusahaan senjata milik pemerintah Amerika (Springfield danHarpens Ferry) dan beberapa perusahaan persenjataan swasta menjadi pusat paling dulu yang mengembangkan mesin milling (Ini tercatat jelas dari alat potong turning ke alat potong rotary filling ) karena memiliki perancang senjata dan para pekerja yang memiliki kemampuan tentang hal tersebut. 

James Nasmyth membangun mesin milling yang sangat canggih pada zaman itu yaitu antara tahun 1829 – 1831. Itu dapat digunakan untuk membuat segi enam dari hexagonal nut yang dicekam dengan menggunakan six-way indexing fixture.

Milling mesin yang dibangun dan digunakan di bengkel Gay and Silver (aka Gay, Silver, & Co) pada tahun 1830 sangat terkenal karena mesin itu dirancang dengan metode yang lebih baik yaitu memiliki posisi vertikal dari pada mesin-mesin yang terdahulu. Sebagai contoh, Whitney’s

Machine (Salah satu yang diperkirakan Roe adalah yang pertama) dan beberapa yang lain itu tidak dibuat dan dirancang untuk posisi vertikal dari penyangga mejanya (knee).

Secara jelas, bahwa alur pekerjaan dari mesin tersebut diasumsikandisetting dengan peralatan yang sesuai dan dirancang dengan part  dan beberapa part lain tanpa permintaan untuk posisi vertikal ( atau kebanyakan kebutuhan untuk posisi horisontal). Ini menunjukkan bahwa pada awalnya pemikiran untuk mesin milling adalah mesin produksi bukanmesin pembuat alat (machine tool ).

Tahun 1840 -1860Beberapa penemu terkemuka dari pengembangan mesin milling adapada era ini termasuk Frederik W. Howe, Francis A. Pratt, Elisha K. Rootdan beberapa lainnya. Perkembangan mesin milling yang paling suksesadalah mesin yang di design oleh Lincoln Miller, yang mana membuat mesin yang lebih spesifik dan bentuk dari mesin tersebut benar-benar keluarga dari machine tool dan kemudian dibuat oleh beberapa perusahaan.  Nama dari mesin itu dari diambil dari perusahaan pertama yang membuat dan menjualnya yaitu George S. Lincoln And Company.

Selama era ini perkembangan dari mesin milling ini juga tidakterlihat. Beberapa design dari mesin ini gagal dalam mengembangkanmesin yang benarbenar sederhana dan efektif dalam arti tersedianya travel slidedari ketiga sumbu mesin milling (sumbu x, y, dan z). Ide untuk posisivertikal pada decade ini tidak ada.

Tahun 1860Pada tahun 1861, Frederick W. Howe, ketika bekerja di

perusahaanalat potong, bertanya kepada Joseph R. Brown untuk pemecahan suatumasalah dari pembuatan spiral milling, seperti pembuatan flute pada twistdrill. Mereka mengerjakannya dengan tangan pada saat itu.Brown kemudian merancang “Universal Milling Machine ” yang kemudian pertama kali dijual pada bulan Maret 1862 dan sangat sukses.Mesin ini memecahkan persoalan mengenai proses dengan 3 sumbu (x,y,dan z) yang telah diperbincangkan pada masa lalu, dan ini dapat digunakanuntuk membuat spiral milling dengan menggunakan indexing head yang dikoordinasikan dengan pergerakan dari meja mesin.

Perkataan “universal ” yang terdapat pada mesin tersebut menunjukkan bahwa mesin itu sudah siap digunakan untuk berbagai macam pekerjaan dan tidak ada batasnya seperti pada rancangan mesin-mesin sebelumnya.

Brown juga merangcang dan mematenkan rancangannya (1864) mengenai bentuk dari alat potongnya (cutter milling ) yang dapat diasahdengan baik gigi-giginya tanpa merubah bentuk geometri cutter tersebut. Penemuan pada tahun tahun ini membuka pintu gerbang menujuproses milling yang modern.

Tahun 1870 – 1930Dua perusahaan yang mendominasi bidang pembuatan mesin

milling para era ini adalah perusahaan Brown & Sharpe dan Cincinnati Milling Machine. Walaupun demikian, banyak perusahaan yang membuat mesin milling dan banyak kesamaannya antara yang satu dengan yang lain.

Milling machine yang dibuat pada abad 19 dan awal abad 20 memiliki knee yang berat dan dirancang dalam bentuk horisontal column spindle  dengan power table feeds, indexing head , and overarm yang kuat untuk menahanarbornya.

A.L. De Leeuw dari perusahaan Cincinnati Milling Machine dipercayauntuk mempelajari rancangan dari milling cutters . Merupakan pelopormenuju proses alat potong yang modern dengan bentuk yang besar, sertagigi yang lebih lebar.

Sekitar akhir perang dunia 1, control dari mesin pembuat alatdikembang dimana meletakkan dasar-dasar kontrol yang kemudian menujuke CNC teknologi. Mesin jig bor dikembangkan dari suatu ide mengenaikoordinat dimensi (Dimensi dari semua lokasi pada suata benda kerja berasal dari satu titik referensi); pekerjaan rutinitas dalam “tenths” (1/1000 per inchi) seperti kemampuan mesin sehari-hari; dan menggunakan control langsung dari gambarnya, sehingga mencegah pembuatan jig.

Pada tahun 1920, rancangan baru tracer (pengarah) dari J.C. Shaw yang diaplikasikan pada mesin milling tracer  dari Keller untuk proses pembuatan die (yang memiliki penyusutan) lewat ketiga dimensinya yang dikopi/diduplikat dari suatu mal. Cara ini membuat proses pembuatan die lebit cepat dan mudah dan dapat membuat die dengan tuntutan yang tinggidari sebelumnya dan sangat membantu membuat die untuk besi yang lebarseperti yang digunakan untuk membentuk plate pada manufacture otomotive. Beberapa mesin mampu menerjemahkan pergerakan tracer  untuk dimasukan sebagai data pada servo yang berhubungan danmenggerakkan leadscrew atau hidrolik pada mesin. Mereka juga dipacuuntuk mengembangkan nut dan leadscrew yang presisi (tidak ada kekocakan). Semua konsep di atas merupakan hal yang baru pada tahun1920 dan akan menjadi hal yang biasa pada era NC/CNC.

Pada tahun 1930, mesin milling yang luar biasa besar dan canggihtelah diciptakan, seperti Cincinnati Hydro-Tel, yang mana ditandai denganpembuatan mesin CNC milling, termasuk dengan controlnya.

Tahun 1940 – 1970Pada tahun 1940, otomatis dengan menggunakan cams, sepertihalnya screw

mesin dan percekaman chuck otomatis, telah dikembangkandengan baik. Dengan berakhirnya perang dunia ke dua, banyak idetambahan mengenai pengembangan mesin servo yang dapat digunakan diudara. Beberapa ide muncul yaitu menggabungkan antara teknologi yangtimbul dari digital komputer dengan beberapa teknologi permesinan yanglain sehingga

merubah control machine tool sangat drastis dan signifikan.Pengembangan pembuatan mesin milling secara secara rinci berkembangsangat pesat pada setiap decade, setelah perang dunia ke dua.

Pada tahun 1950, pembuatan numerical control (NC) telah muncul.Pada tahun 1960 dan 1970, NC dikembangkan menjadi CNC. Penyimpanandata dan pemasukan media dikembangkan. Computer processing power dankapasitas memori terus meningkat, dan mesin-mesin NC dan CNC berangsur-angsur dirubah dari level perusahaan yang besar ke levelperusahaan yang medium (menengah).

Tahun 1980 – sekarangPerkembangan mesin-mesin CNC berlangsung dengan cepat. Revolusidari Personal Computer (PC) terjadi dengan cepat dan dalam jumlah yangbesar. Pada tahun 1980 toko mesin yang kecil memiliki desktop komputerdan mesin CNC.

II.2 Jenis-jenis mesin milling

Penggolongan mesin milling menurut jenisnya penamaannya disesuaikan dengan posisi spindel utamanya dan fungsi pembuatan produknya, ada beberapa jenis mesin milling dalam dunia manufacturing antara lain:

II.2.1. berdasarkan posisi spindle utama

1.      Mesin Milling Horizontal

Gambar1. Mesin frais horisontal

Mesin milling jenis ini mempunyai pemasangan spindel dengan arah horizontal dan digunakan untuk melakukan pemotongan benda kerja dengan arah mendatar.

2.      Mesin Milling Vertikal

Gambar 2. Mesin frais vertikal

Kebalikan dengan mesin milling horizontal, pada mesin milling ini pemasangan spindel-nya pada kepala mesin adalah vertikal, pada mesinmilling jenis ini ada beberapa macam menurut tipe kepalanya, ada tipe kepala tetap, tipe kepala yang dapat dimiringkan dan type kepala bergerak. Kombinasi dari dua type kepala ini dapat digunakan untuk membuat variasi pengerjaan pengefraisan dengan sudut tertentu.

3.      Mesin Milling Universal

Gambar 3. Mesin frais universal

Mesin milling ini mempunyai fungsi bermacam-macam sesuai dengan prinsipnya, seperti :

a. Frais muka

b. Frais spiral

c. Frais datar

d. Pemotongan roda gigi

e. Pengeboran

f. Reaming

g. Boring

h. Pembuatan celah

II.2.2. berdasarkan fungsi penggunaan

1. Plano Milling

Gambar 4. Plano milling

Merupakan mesin yang digunakan untuk memotong permukkan ( face cutting ) dengan benda kerja yang besar dan berat.

2.      Surface Milling

Untuk produksi massal, kepala spindel dan cutter dinaikturunkan.

3.      Tread Milling

Untuk pembuatan ulir.

4.      Gear Milling

Untuk pembuatan roda gigi.

5.      Copy Milling

Gambar 5. Copy milling

Untuk pembuatan benda kerja yang mempunyai bentuk tidak beraturan.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.

6.      Mesin milling hobbing

Gambar 6. 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 yang presisi.

7.         Mesin milling gravier

Gambar 7. Mesin milling gravier

Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar atau tulisan dengan ukuran yang dapat diatur sesuai keinginan dengan skala tertentu

8.      mesin milling CNC

Gambar 8. Mesin milling CNC

Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan bentukan–bentukan yang lebih komplek. Meruapakan penggangi mesin milling copy dan gravier. Semua control menggunakan sistem electronic yang komplek ( rumit ). Dibutuhkan operator yang ahli dalam menjalankan mesin ini. Harga mesin CNC ini sangat mahal.

II.3 Jenis – Jenis Pisau Frais

Alat potong yang digunakan pada waktu mengefreis ialah pisau freis. Umumnya bentuk pisau freis bulat panjang dan disekililingnya bergerigi yang beralur. Pada lubangnya tedapat alur untuk kedudukan pasak agar pisau freis tidak ikut berputar. Bahan pisau freis umumnya terbuat dari HSS, atau Karbida. Yaitu:

Cutter MantelCutter jenis ini dipakai untuk mesin frais horizontal.

Cutter Alur CutterDigunakan untuk membuat alur-alur pada batang atau permukaan benda lainnya.

Cutter ModulCutter ini dalam satu set terdapat 8 buah. Cutter ini dipakai untuk membuat roda-roda gigi.

Cutter Radius CekungCutter ini dipakai untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius dalam (cekung)

Cutter Radius CembungCutter ini dipakai untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius luar (cembung)

Cutter Alur TAlat ini hanya digunakan untuk untuk membuat alur berbentuk “T” seperti halnya pada meja mesin frais.

Cutter Ekor BurungCutter ini dipakai untuk membuat alur ekor burung. Cutter ini sudut kemiringannya terletak pada sudut-sudut istimewa yaitu : 30º, 45º, 60º

Cutter EndmillUkuran cutter ini sangat bervariasi mulai ukuran kecil sampai ukuran besar. Cutter ini biasanya dipakai untuk membuat alur pasak dan ini hanya dapat dipasang pada mesin frais vertical.

II.4 Perbedaan Roda Gigi dan Pully

II.4.1 Roda GigiRoda gigi adalah salah satu jenis elemen transmisi vang penting

untuk suatu pemindahan gerak (terutama putaran). daya atau tenaga pada suatu sistem transmisi antara penggerak dengan yang digerakan. Suatu konstruksi hubungan roda gigi digunakan pula untuk sistim pengatur pada pemindah putaran, atau untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya.

II.4.2 Transmisi sabuk-puli (belt and pulley)

Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan, di mana sebuah sabuk luwes dibelitkan sekeliling puli pada poros. 

Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harganyapun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW). 

Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar (Gambar5.1). Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Bebrapa tipe sabuk V Disajikan pada gambar 5.2

II.5 Profil Material dan Roda Gigi

Material

Profil material BAJA RINGAN. Material atau bahan pada konstruksi baja ringan mempunyai banyak bentuk. Yang umum digunakan adalah baja ringan berbentuk "Canal" atau "C" dan "Omega". Kesemua bentuk ini dapat dipergunakan sebagai penyusun konstruksi baja ringan dengan kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Profil batang baja ringan yang paling banyak digunakan yaitu profil "C"/"Canal". Bentuk ini dianggap sebagai profil baja ringan. Profil Canal C merupakan profil tertua pada material batang baja,

Penampang profil ini juga sudah digunakan pada baja konvensional jauh sebelulm istilah baja ringanhadir yang hingga saat ini masih dipakai. Pada profil C kelebihan utamanya adalah pada saat digabungkan, dua profil C yang saling berhadapan disatukan menjadi "box" atau "kotak".

Roda Gigi Untuk mendapatkan keadaan transmisi gerak dan daya yang baik,

maka profil gigi harus mempunyai bentuk yang teratur sehingga kontak gigi berlangsung dengan mulus. Oleh karena itu profil gigi dibuat dengan bentuk geometris tertentu, agar perbandingan kecepatan sudut antara pasangan roda gigi harus selalu sama. Agar memenuhi hat tersebut dikenal 3 jenis konstruksi profil gigi, yaitu:

1.    Konstruksi kurva evolvent

2.    Konstruksi kurva sikloida

3.    Profil equidistanta

BAB III

PENUTUP

III.1 KesimpulanDari makalah ini kami dapat menyimpulkan bahwa Mesin frais

adalah mesin tools yang digunakan secara akurat untuk menghasilkan

satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan menggunakan satu

atau lebih alat potong. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja

benda kerja dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khusus yang

dijepit atau dipasang pada meja mesin. Selanjutnya benda kerja

dikontakkan dengan pemotong yang bergerak maju mundur. Mesin frais

merupakan mesin potong yang dapat digunakan untuk berbagai macam

operasi seperti pengoperasian benda datar dan permukaan yang memiliki

bentuk yang tidak beraturan, roda gigi dan kepala baut, boring, reaming.

Kemampuan untuk melakukan berbagai macam pekerjaan membuat

mesin frais merupakan salah satu mesin yang sangat penting

dalam bengkel kerja

III.2 SaranIII.2.1. Saran Untuk Laboratorium

Agar lebih melengkapi peralatan dan bahan untuk kebutuhan

praktikum.

III.2.2. Saran Untuk Asisten

Tetap sabar dan semangat untuk membimbing para praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

http://fadlybachtiar.blogspot.com/2011/12/mesin-frais-milling-

machine.html. Diakses pada hari Rabu, 16 April 2014. Pukul 09.14

WITA.

http://www.scribd.com/doc/97913312/Pengenalan-Mesin-Milling. Diakses

pada hari Rabu, 16 April 2014. Pukul 09.24 WITA.

http://epinmuhardan.blogspot.com/2012/11/makalah-mesin-frais.html.

Diakses pada hari Rabu, 16 April 2014. Pukul 11.38 WITA.

http://suargi.blogspot.com/2011/11/mesin-milling.html. Diakses pada hari

Rabu, 16 April 2014. Pukul 11.51 WITA.

https://www.academia.edu/3675038/Mesin_milling2. Diakses pada hari

Rabu, 16 April 2014. Pukul 12.04 WITA.