Mesin frais digunakan untuk proses pemesinan sebagai berikut

1. Fungsi Mesin Frais
2. Macam - macam Mesin Frais
3. Bagian - bagian Utama Mesin Frais Universal
4. Perlengkapan Mesin Frais
5. Ukuran / Dimensi Mesin Frais
6. Macam - macam Pisau Frais
7. Penggunaan Macam - macam Pisau Frais
8. Macam - macam Alat Potong Pada Mesin Frais (Selain Pisau Frais)
9. Geometri Alat Potong Pisau Frais
10. Bahan Pisau Frais

Setelah mempelajari materi ini, peserta diklat dapat:

Melalui diskusi, peserta diklat dapat menjelaskan fungsi mesin frais sesuai SOP secara jujur dan tanggung jawab
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menyebutkan dan menjelaskan macam-macam mesin frais dan fungsinya sesuai SOP secara jujur dan tanggung jawab
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menyebutkan dan menjelaskan bagian-bagian utama mesin frais sesuai SOP secara jujur dan bertanggungjawab
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menyebutkan dan menjelaskan perlengkapan mesin frais sesuai SOP secara jujur dan bertanggungjawab
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menjelaskan ukuran mesin frais sesuai SOP secara jujur dan bertanggungjawab
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menggunakan mesin frais sesuai sesuai SOP secara jujur disiplin, dan bertanggungjawab

Mesin frais (milling machine) - (Gambar 1.1), adalah salah satu jenis mesin perkakas, yang digunakan untuk membuat benda kerja menjadi berbagai komponen mesin, seperti: roda gigi dan gigi rack, dengan ukuran dan toleransi sesuai tuntutan dan kebutuhan pekerjaan, dengan menggunakan berbagai kelengkapan dan pisau frais sebagai alat potongnya. Mesin frais termasuk jenis mesin perkakas yang mempunyai gerak utama berputar dengan posisi

Gambar 1. 1. Mesin frais (Milling Machine)

Dengan adanya berbagai kemungkinan gerakan meja mesin frais dan menggunakan teknik tertentu, mesin ini dapat digunakan untuk membentuk berbagai macam bidang benda kerja/ komponen untuk bentuk umum, diantaranya: bidang rata/ datar, miring/ menyudut, siku, sejajar, alur lurus/ miring, dan bentuk khusus segi-segi beraturan atau tidak beraturan. Beberapa contoh hasil pengefraisan benda kerja bentuk standar, dapat dilihat pada (Gambar 1.2). Selain itu, untuk jenis mesin frais universal dengan kelengkapan dan berbagai jenis serta bentuk alat potongnya, juga dapat digunakan untuk membuat berbagai macam benda kerja/ komponen mesin berupa roda gigi (lurus, helik, payung, cacing), nok/ eksentrik dan ulir scolor (ulir pada bidang datar) dan ulir cacing yang mempunyai kisar besar. Beberapa contoh hasil pengefraisan roda gigi dan ulir cacing dapat dilihat pada (Gambar 1.3).

Gambar 1. 2. Beberapa contoh hasil pengefraisan bidang bentuk standar

Gambar 1. 3. Beberapa contoh hasil pengefraisan roda gigi dan ulir cacing

Mesin frais berdasarkan posisi spindelnya, dapat dibedakan menjadi mesin frais tegak (vertical milling machine), mesin frais mendatar (horizontal milling machine), dan mesin frais universal (universal milling machine)
1) Mesin Frais Tegak/ vertikal (Vertical Milling Machine) Mesin frais tegak adalah mesin frais yang memiliki spindel pada posisi tegak/ vertikal. Gerakan mejanya dapat bergerak ke arah memanjang (longitudinal) dan melintang (cross slide) serta naik turun (Gambar 1.4).

Gambar 1. 4. Mesin frais tegak

Keterangan: 2. Kolom/bodi 8. Lutut/knee 3. Kepala spindel 9. Poros penggrerak naik/turun meja 4. Spindel 10. Handel gerak memanjang 5. Meja/bed 11. Handel ke arah melintang 6. Motor penggerak spindel 12. Handel pengatur naik/ turun spindel 7. Gear box feeding 13. Panel pengoperasian

8. Pendukung lutut/knee 14. Switch on-off motor otomatis

2) Mesin Frais Mendatar/ Horizontal (Plain Horizontal Milling Machine) Mesin frais mendatar/ horisontal adalah mesin frais yang kedudukan arbornya dipasang pada spindel mesin dengan posisi mendatar (Gambar 1.5). Dengan demikian pemasangan alat potongnya/pisau juga harus pada posisi sumbu mendatar, sehingga hanya pada saat melakukan pemotongan hanya dapat menggunakan jenis pisau mantel/helik (plane milling cutter). Gerakan mejanya dapat bergerak ke arah memanjang (longitudinal) dan melintang (cross slide) serta naik turun.

Gambar 1. 5 Mesin frais mendatar

Keterangan: a. Lengan penahan arbor l. Pendukung lutut b. Tuas otomatis meja memanjang m. Alas bodi c. Meja (bed machine) n. Switch kontrol gerak arah naik turun d. Handel penggerak memanjang o. Motor pengerak spindel e. Tuas pengunci meja mesin p. Dudukan meja/bed machine f. Handel penggerak meja melintang q. Motor penggerak otomatis g. Gear box feeding r. Tiang (colom) h. Tombol ON-OFF motor otomatis s. Spindel mesin i. Poros pengatur naik-turun meja t. Lengan mesin j. Switch kontrol engkol gerak arah naik turun u. Arbor k. Lutut/knee v. Tombol ON-OF spindel

3) Mesin Frais Universal (Universal Milling Machine)

Mesin frais universal adalah suatu jenis mesin frais yang memiliki kedudukan arbor yang dapat dipasang pada spindel posisi mendatar dan juga dapat dipasang pada posisi tegak, karena pada umumnya disediakan spindel kepala tegak. Dengan demikian pemasangan alat potongnya/pisau dapat dilakukan pada posisi mendatar dan juga posisi vertikal, sehingga tidak hanya menggunakan jenis alat potong atau pisau mantel/ helik (plain milling cutter) saja, akan tetapi juga dapat menggunakan jenis alat potong frais tegak yang dipasang pada posisi tegak. Selain itu mesin frais universal memiliki ciri-ciri/ tanda yaitu, mejanya dapat digeser pada derajat tertentu untuk memfasilitasi pada saat melakukan pengefraisan helik. Berdasarkan uraian diatas maka, bagian-bagian mesin frais universal adalah gabungan antara mesin frais horizontal dan mendatar, hanya ditambah meja mesinnya dapat digeser/ diputar (swivel bed) sebagaimana ditunjukkan pada (Gambar 1.6). Uraian ini hanya akan menjelaskan bagian-bagian utamanya saja .

Gambar 1. 6. Mesin frais universal

Terdapat beberapa macam tipe mesin frais universal, prinsipnya mesin frais jenis ini memiliki kesamaan pada beberapa bagian utama, diantaranya: kolom/ badan mesin (column), lengan mesin (arm), meja mesin (table), dudukan meja (sadel), lutut (knee), alas/ landasan mesin (base) dll.
a) Badan Mesin/ Collom Posisi badan mesin berdiri tegak dan kokoh, dipakai sebagai patokan dan merupakan dudukan dan rumah dari roda gigi. Selain itu badan mesin jadi dudukan dari sumbu utama, bahkan untuk tempat atau dudukan motor dan puli-pulinya. Bagian depan yang dikerjakan secara khusus, adalah berbentuk ekor burung dengan posisi tegak untuk gerak turun naiknya lutut yang membawa sadel dan meja. Pada bagian sebelah atas kolom ini dipasang sumbu utama/spindel sebagai dudukan dan membawa arbor sebagai pemegang dari pisau frais untuk dapat berputar. Pada bagian atas juga dibuat alur ekor burung mendatar yaitu untuk dudukan lengan (arm), dan arm ini dapat didorong maju ataupun mundur untuk mencapai kedudukan tertentu (Gambar 1.8).

Gambar 1. 7. Badan mesin/ collom

b) Lengan (Arm) Posisi lengan terletak pada bagian paling atas dari badan mesin, dan bawahnya mempunyai bentuk ekor burung yang pas sebagai pasangan alur ekor burung pada badan mesin. Lengan ini dapat dikunci dan dilepas untuk kebutuhan tertentu. Pada lengan ini dapat dipasang dukungan arbor (suport arbor) yang mempunyai alur ekor burung pas berpasangan denganlengan tadi dan ia dapat dikunci pada posisi tertentu, sehingga cocok untuk kebutuhan pekerjaan tertentu.

Untuk beberapa jenis mesin frais, pendukung arbor ini jumlahnya ada yang satu buah dan ada yang dua buah untuk lebih kokohnya dukungan terhadap arbor.

Gambar 1. 8. Lengan (Arm)

c) Meja Mesin (Table) Posisi meja mesin terletak di atas sadel, bentuknya segi empat panjang dan mempunyai alur-alur T. Alur T untuk penempatan baut T dan mur yang berfungsi sebagai pengikat benda atau ragum pada meja. Untuk jenis mesin tertentu meja ini dapat diatur miring mulai 0 sampai 45 derajat, miring ke kiri atau ke kanan.

Pergerakan ke kiri atau ke kanan dari meja ini dilakukan dengan memutar handel sumbu transportir yang mempunyai kisar tertentu, umumnya 5 atau 6 mm dan ada juga yang berukuran inchi. Meja ini dapat dikunci terhadap sadel. Pengefraisan dengan pemakanan menurun/climb milling, pada meja mesin dipasang backlash eliminator untuk menahan loncatan dari meja karena pemakanan.

Gambar 1. 9. . Meja mesin frais

d) Dudukan Meja (Sadel) Dududkan meja bentuknya persegi yaitu mempunyai ukuran lebar sama dengan ukuran panjangnya, dan sadel ini mempunyai alur ekor burung yang pas berpasangan dengan lutut , sehingga sadel ini dapat bergerak mundur maju searah dan sejajar dengan gerakan lengan tadi, jadi sadel ini gerakannya tidak bisa kearah kiri atau kearah kanan, dan sadel ini dapat dikunci kepada lutut apabila diperlukan.

Pada bagian atas dari sadel ini dibuat alur T, dengan tujuan untuk membautkan meja kepada sadel agar kokoh, dan alur T tersebut melingkar 360o sehingga memungkinkan meja diputar menurut kebutuhan tertentu, dan penunjukan besarnya derajat terdapat pada permukaan sadel itu sendiri. Untuk pembalik arah gerakan otomatis, diatas permukaan sadel itu juga dipasang handel.

Gambar 1. 10. Sadel mesin frais

e) Lutut (Knee) Lutut pada mesin frais universal mempunyai dua alur ekor burung yang saling tegak lurus, yaitu satu alur dipaskan kepada kolom dan satunya lagi dipaskan kepada sadel itu tadi.

Bagian lutut berbentuk rongga, dan dalam rongga itulah dipasang roda-roda gigi untuk gerakan otomatis, mundur maju, naik turun dan kiri kanan dari komponen lainnya. Gerakan dari lutut ini hanya dua arah yaitu turun dan naik saja, lutut ini juga dapat dikunci terhadap kolom, agar kokoh pada waktu pengefraisan.

Gambar 1. 11. Lutut (Knee)

f) Alas/ Landasan Mesin (Base)
Alas/ landasan mesin ini letaknya sama dengan namanya yaitu alas, artinya bagian paling bawah dari mesin, alas ini berfungsi untuk menumpu seluruh beban yang ada pada mesin, seperti berat mesin ditambah berat bahan yang dikerjakan dan berat perlengkapan yang dipakai serta berat dari alas itu sendiri. Pada alas mesin ini dibuat berongga sebagai bak penampung, yaitu untuk menampung cairan pendingin. Pompa sirkkulasi air pendingin untuk mengalirkan cairan pendingin kepada cutter dan benda kerja, juga dipasang pada alas ini

Gambar 1. 12. Alas/ landasan mesin

Untuk menunjang berbagai macam jenis pekerjaan pada proses pengefraisan, mesin frais dilengkapi beberapa perlengkapan diantaranya :
1) Arbor Mesin Frais Arbor adalah salah satu jenis perlengkapan mesin frais yang digunakan sebagai dudukan atau pengikat alat potong/pisau (mantel, side and face, slitting saw, dll) yang pemasangannya pada spindel utama dengan posisi mendatar atau horisontal. Contoh beberapa jenis arbor dapat dilihat pada (Gambar 1.13) dan pemasangan arbor pada spindel mesin frais dapat dilihat pada (gambar 1.14).

Gambar 1. 13. Contoh beberapa jenis arbor

Gambar 1. 14 Contoh pemasangan arbor pada spindel mesin frais

2) Arbor Pendek (Stub Arbor)
Stub arbor adalah salah satu jenis perlengkapan mesin frais yang digunakan sebagai dudukan atau pengikat alat potong/ pisau (face mill, shell endmill, side and face mill dll), yang pemasangannya diikatkan/ didudukan pada spindel utama dengan posisi mendatar (horisontal) atau tegak vertikal. Contoh beberapa jenis stub arbor dapat dilihat pada (Gambar 1.15) dan pemasangan pisau pada arbor dapat dilihat pada (gambar 1.16).

Gambar 1. 15. Beberapa contoh stub arbor

Gambar 1. 16. Contoh pemasangan pisau pada stub arbor

3) Cekam Kolet (Collet Chuck)
Collet chuck adalah salah satu perlengkapan jenis mesin frais yang digunakan sebagai pengikat alat potong/pisau (end mill, slot drill, center drill, mata bor, dll), yang pemasangannya pada spindel utama atau tegak. Jadi posisinya dapat dipasang dengan posisi mendatar (horisontal) atau tegak (vertikal). Alat jenis ini pada umumnya tersedia dalam satu set yang terdiri dari: kolet, rumah kolet dan kunci C sebagai pengencang dan pembuka alat potong. Contoh beberapa jenis Collet chuck dapat dilihat pada (Gambar 1.17) dan pemasangan pisau pada Collet chuck dapat dilihat pada (gambar 1.18).

Gambar 1. 17. Beberapa contoh collet chuck

Gambar 1. 18. Contoh pemasangan pisau pada collet chuck

4) Adaptor Mesin Frais (Adaptors Milling Machine) Adaptor mesin frais atau biasa disebut adaptor, adalah salah satu jenis perlengkapan mesin frais yang berfungsi sebagai dudukan sekaligus sebagai pengikat alat potong (cutter) yang akan digunakan untuk proses pengefraisan. Terdapat dua jenis adaptor yang sering digunakan untuk proses pengefarisan yaitu, adaptor lubang tirus dan adaptor lubang lurus (endmil adaptors).

a) Adaptor Lubang Lurus

Adaptor lubang lurus (Gambar 1.19), digunakan untuk dudukan dan sekaligus sebagi pengikat alat potong yang akan digunakan untuk proses pengefraisan diantaranya: mata bor, reamer, endmill dan alat potong lainnya yang memiliki tangkai lurus. Contoh pemasangan endmill pada adaptor lubang lurus dapat dilihat pada (Gambar 2.20)

Gambar 1. 19. Adaptor lubang lurus

Gambar 1. 20. Contoh pemasangan endmill pada adaptor lubang lurus

b) Adaptor Lubang Tirus
Adaptor lubang tirus (Gambar 1.21), digunakan untuk dudukan dan sekaligus sebagi pengikat alat potong yang akan digunakan untuk proses pengefraisan diantaranya: mata bor, reamer, endmill dan alat potong lainnya yang memiliki tangkai tirus

Gambar 1. 21. Adaptor lubang lurus

5) Pembesar Lubang (Boring Head)
Pembesar lubang (Boring head), adalah salah satu jenis perlengkapan mesin frais yang berfungsi sebagai pengikat alat potong (flaying cutter) yang akan digunakan untuk proses pengefraisan yaitu proses memperbesar lubang. Contoh macam-macam bentuk boring head berikut alat potong (flaying cutter), dapat dilihat pada (Gambar 1.22) dan contoh penggunaan boring head pada mesin frais, dapat dilihat pada (Gambar 1.23)

Gambar 1. 22. Contoh macam-macam bentuk boring head berikut alat potongnya (flaying cutter)

Gambar 1. 23. Contoh penggunaan boring head pada mesin frais

6) Ragum Mesin/ Catok Mesin Benda kerja yang akan dikerjakan dengan mesin frais harus dijepit dengan kuat agar posisinya tidak berubah waktu difrais, salah satunya dengan menggunakan ragum mesin. Berdasarkan gerakannya ragum mesin dibagi menjadi 3 (tiga) jenis yaitu :

a) Ragum Rata (Vice plate)

Ragum rata (Gambar 1.24), adalah salah satu jenis pelengkapan mesin frais yang digunakan untuk menjepit/mengikat benda kerja, yang pemasanganya sejajar dengan gerakan meja mesin sehingga dapat menghasilkan pengefraisan yang rata, sejajar dan siku.

Gambar 1. 24. Ragum rata

b) Ragum Putar (Swivel Vice) Ragum putar (Gambar 1.25), adalah salah satu jenis pelengkapan mesin frais yang digunakan untuk menjepit/mengikat benda kerja yang pemasanganya pada posisi sejajar atau miring dengan gerakan meja mesin, sehingga dapat menghasilkan pengefraisan yang rata, sejajar, siku atau miring, yang besar kemiringan sudutnya dapat diatur sesuai dengan tuntutan dan kebutuhan pekerjaan.

Ragum jenis ini bentuknya hampir sama dengan ragum rata, akan tetapi untuk dapat menghasilkan pengefraisan bidang miring pada bagaian bawahnya terdapat alas yang dapat digeser atau diputar dari posisi 0º sampai dengan 3600.

Gambar 1. 25. Ragum rata putar

c) Ragum Universal (Universal Vice)
Ragum univesal (Gambar 1.26), mempunyai tiga posisi garis sumbu sehingga posisinya dapat diatur pada tiga posisi yaitu: mendatar, tegak dan miring. Ragum jenis ini dapat digunakan untuk membuat benda kerja permukaan rata, sejajar, siku atau miring satu sudut, dua sudut atau bahkan tiga sudut.

Gambar 1. 26. Ragum universal

7) Meja Putar (Rorary Table) Meja putar (Rotary Table) adalah salah satu jenis perlengkapan mesin frais yang digunakan untuk membentuk lingkaran/ radius, membagi jarak-jarak lubang/alur, dan membagi bidang segi banyak beraturan atau tidak beraturan dengan nilai sudut tertentu dalam satu keliling lingkaran pada pusat sumbu. Terdapat beberapa jenis meja putar diantaranya: meja putar horisontal (horizontal rotary table), meja putar horisontal/ vertikal (horizontal/ vertical rotary table), dan meja putar universal miring (universal tilting rotary table). Dari ketiga jenis meja putar yang ada, penetapan jenis yang akan digunakan tergantung dari tuntutan dan kebutuhan pekerjaaan. Posisi menempatkan atau meletakkan pada meja mesin masing-masing jenis caranya berbeda-beda.

• Meja Putar Horisontal (Horizontal Rotary Table)

Meja putar horisontal (Gambar 1.27), pada saat digunakan diletakkan pada meja mesin frais pada posisi horisontal/mendatar. Untuk mendapatkan hasil pembagian sudut yang sepusat, pemasangan benda kerja posisi titik sumbunya harus sepusat dengan titik sumbu meja putar.

Gambar 1. 27. Meja putar horisontal

• Meja Putar Horisontal/ Vertikal (Horizontal/Vertical Rotary Table)
Meja putar horisontal/ vertikal (Gambar 1.28), dalam menggunakannya diletakkan pada meja mesin frais pada posisi horisontal/mendatar dan tegak/vertikal. Sebagaimana meja putar horisontal, untuk mendapatkan hasil pembagian sudut yang sepusat, pemasangan benda kerja posisi titik sumbunya juga harus sepusat dengan titik sumbu meja putar.

Gambar 1. 28. Meja putar horisontal/ vertikal

• Meja Putar Universal Miring (Universal Tilting Rotary Table)
Meja putar universal miring (Gambar 1.29), dalam menggunakannya diletakkan pada meja mesin frais pada posisi horisontal/mendatar dan tegak/vertikal.dengan sudut tertentu, yaitu dengan mengatur kemiringan mejanya sesuai tuntutan dan kebutuhan pekerjaan. Sebagaimana meja putar jenis lainnya, untuk mendapatkan hasil pembagian sudut yang sepusat, pemasangan benda kerja posisi titik sumbunya juga harus sepusat dengan titik sumbu meja putar.

Gambar 1. 29. Meja putar universal miring

8) Kepala Pembagi (Dividing Head) Kepala pembagi (dividing head) adalah salah satu perlengkapan mesin frais yang digunakan untuk membentuk lingkaran/radius, membagi jarak-jarak lubang/alur, dan membagi bidang segi banyak beraturan atau tidak beraturan dengan jumlah tertentu dalam satu keliling lingkaran pada pusat sumbu. Terdapat beberapa jenis kepala pembagi diantaranya: kepala pembagi dengan alur V, kepala pembagi dengan pelat pembagi, kepala pembagi dengan penggerak roda cacing dan ulir cacing, kepala pembagi dengan roda gigi cacing yang dilengkapi dengan piring pembagi, kepala pembagi universal.

a) Kepala Pembagi Dengan Pelat Beralur

Kepala pembagi dengan pelat beralur V, konstruksi alurnya terletak disekeliling diameter luar pelat sehingga jumlah alur yang tersedia jumlahnya terbatas (Gambar 1.30). Jenis kepala pembagi ini digunakan untuk proses pembagian langsung, dengan pengertian proses pembagiannya dapat dilakukan secara langsung dengan cara membagi jumlah alur yang terdapat pada pelat yang terpasang pada kepala pembagi dengan angka kelipatannya. Misalnya pelat beralur V yang terpasang pada kepala pembagi berjumlah 24, pembagian yang dapat dilakukan adalah: 2, 4, 6, 8, 12 dan 24 bagian.

Gambar 1. 30. Kepala pembagi dengan pelat beralur V

b) Kepala Pembagi Dengan Pelat Berlubang Kepala pembagi dengan pelat berlubang, konstruksi lubangnya terletak pada permukaan pelat dengan diameter relatif kecil sehingga jumlah lubang yang tersedia lebih banyak jika dibandingkan dengan pelat beralur V dan tersedia beberapa tingkat keliling lingkaran berlubang dengan jumlah yang berbeda-beda (Gambar 1.31). Kepala pembagi jenis ini, pada prinsipnya memiliki fungsi yang sama dengan kepala pembagi dengan pelat beralur V yaitu digunakan untuk proses pembagian langsung, dengan pengertian proses pembagiannya dapat dilakukan secara langsung dengan cara membagi jumlah lubang yang terdapat pada pelat dengan angka kelipatannya. Misalnya pada permukaan pelat berlubang yang terpasang pada kepala pembagi tersedia empat tingkat lingkaran yaitu: lingkaran pertama berjumlah 18 lubang, lingkaran kedua berjumlah 40 lubang, lingkaran ketiga berjumlah 60 lubang dan pada lingkaran keempat berjumlah 80 lubang, maka dapat melakukan pembagian keliling lingkaran sebagai berikut: • Pada lingkaran pertama berjumlah 18 lubang, dapat membagi keliling lingkaran berjumlah 2, 6, 9. dan 18 bagian • Pada lingkaran kedua berjumlah 40 lubang, dapat membagi keliling lingkaran berjumlah 2, 4, 5, 8, 10, 29 dan 40 bagian • Pada lingkaran ketiga berjumlah 60 lubang, dapat membagi keliling lingkaran sebanyak 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, dan 60 bagian

• Pada lingkaran keempat berjumlah 80 lubang, dapat membagi keliling lingkaran sebanyak 2, 4, 8, 10, 12, 20, 40, dan 80 bagian.

Gambar 1. 31. Kepala pembagi dengan pelat berlubang

c) Kepala Pembagi Semi Universal (Semi Universal Diving Head) Kepala pembagi semi universal memiliki konstruksi dan sistem kerja yang berbeda dengan jenis kepala pembagi dengan pelat beralur V dan kepala pembagi dengan pelat berlubang, yaitu pembagiannya menggunakan sistem perbandingan putaran antara roda gigi cacing dan ulir cacing (Gambar 1.32). Perbandingannya pada umumnya 40:1, dengan pengertian 40 putaran ulir cacing menghasilkan satu putaran sepindel kepala pembagi. Kepala pembagi jenis ini, selain dilengkapi dengan roda gigi cacing dan ulir cacing, juga sudah tersedia piring pembagi yang berfungsi untuk mendukung sistem pembagian sederhana, yaitu suatu cara pembagian yang dapat menghasilkan nilai tidak hanya kelipatannya saja. Namun demikian karena masih tetap tersedia pelat pembagi beralur/ berlubang yang terpasang pada kepala pembagi, maka masih tetap dapat melakukan pembagian langsung untuk jumlah atau nilai tertentu.

Kepala pembagi semi universal pada umumnya terdapat beberapa piring pembagi yang memiliki jumlah lubang yang berbeda-beda, sehingga dalam melakukan pembagian dapat memilih piring pembagi yang jumlah lubangnya sesuai kebutuhan hasil pembagian. Untuk mempermudah mengetahui berapa jumlah lubang yang ada pada satu lingkaran piring pembagi, biasanya pada setiap keliling lingkarannya sudah ditandai dengan angka sesuai jumlah lubang yang terdapat pada satu lingkaran tersebut (Gambar 1.33).

Gambar 1. 32. Kepala pembagi semi universal

Gambar 1. 33. Piring pembagi

d) Kepala Pembagi Univesal (Universal Diving Head) Kepala pembagi universal memiliki konstruksi sedikit berbeda dengan jenis kepala pembagi semi universal, yaitu sudah dilengkapi dengan beberapa alat kelengkapan untuk mendukung melakukan pembagian sudut atau diferensial yaitu: lengan, roda gigi, poros dudukan dan poros roda gigi, dan kelengkapan lainnya (Gambar 1.34). Perlengkapan tersebut berfungsi untuk menghubungkan gerakan putar antara ulir transportir penggerak meja mesin dan kepala pembagi, sehingga dengan melakukan beberapa perhitungan dapat melakukan pembagian sudut atau diferensial.

Namun demikian, dengan beberapa fasilitasnya kepala pembagi jenis ini masih tetap dapat digunakan untuk pembagian langsung dan sederhana.

Gambar 1. 34. Kepala pembagi dan kelengkapannya

9) Kepala lepas
Kepala lepas adalah salah satu perlengkapan mesin frais yang digunakan untuk menyangga benda kerja yang dikerjakan dengan menggunakan pengikat kepala pembagi (dividing head). Sehingga waktu dilakukan penyayatan, benda kerja tidak bergetar dan terangkat atau tertekan ke bawah yang dapat merubah posisi kesepusatan sumbu senternya. Alat ini pada saat digunakan, harus terpasang senter tetap sebagaimana terlihat pada gambar (Gambar 1.35).

Gambar 1. 35. Kepala lepas

1. Penjepit/Klem Mesin (Clamping Machine)
Klem mesin adalah salah satu perlengkapan mesin frais yang digunakan untuk memegang/ menjepit benda kerja yang tidak dapat dijepit pada ragum, yang umumnya benda panjang atau lebar. Penjepitan dilakukan langsung pada benda kerja yang diletakkan di atas meja mesin (untuk yang slindris diletakkan pada alur meja), jika benda kerja memilki ukuran lebih lebar atau panjang dari pada meja mesin, ditempatkan sesuai dengan kemampuan langkah kerja sehubungan dengan jangkauan pisau fraisnya. Beberapa contoh bentuk klem mesin dapat dilihat pada (Gambar 1.36) dan contoh penggunaannya dapat dilihat pada (Gambar 1.37).

Gambar 1. 36. Klem mesin

Gambar 1. 37. Contoh penggunaan klem mesin

Ukuran utama sebuah mesin frais ditentukan oleh beberapa faktor diantaranya:
• Panjang langkah/ jarak tempuh meja mesin frais arah memanjang
• Panjang langkah/ jarak tempuh meja mesin frais arah melintang
• Jarak spindel sampai dengan permukaan meja pada kedudukan paling bawah
• Jarak sumbu spindel sampai dengan kolom mesin Untuk pembelian mesin frais yang baru data spesifikasi lainnya harus lengkap, karena apabila tidak lengkap secara keseluruhan bisa saja mesin mesin frais yang dibeli tidak memiliki spesifikasi yang standar atau tidak sesuai dengan yang diharapkan. Contoh data spesifikasi mesin frais dari salah satu pabrikan mesin frais secara lengkap, dapat dilihat pada (Tabel 1.1).

Tabel 1. 1. Contoh data spesifikasi mesin frais

Macam-macam Alat Potong pada Mesin Frais

Setelah mempelajari materi ini, peserta diklat dapat:

Melalui diskusi, peserta diklat dapat menjelaskan fungsi macam-macam alat potong yang dipergunakan pada mesin frais sesuai SOP secara jujur dan tanggung jawab.
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menganalisis geometris alat potong pada mesin frais sesuai SOP secara jujur, disiplin, dan bertanggungjawab.
Melalui diskusi, peserta diklat dapat menentukan jenis alat potong untuk proses pengefraisan sesuai SOP secara jujur dan bertanggungjawab.
Melalui demonstrasi, peserta diklat dapat menggunakan alat potong untuk proses pengefraisan sesuai SOP secara jujur, disiplin dan bertanggungjawab

Dalam melakukan proses pengefraisan sebuah benda kerja, terdapat berbagai macam/ jenis alat potong yang dapat digunakan untuk proses pemotongan. Bentuk/ profil sebuah benda kerja atau komponen, dan bidang hasil pengefraisan, sangat dipengaruhi oleh jenis alat potong yang digunakan. Pada materi ini akan dibahas tentang alat potong pisau frais (milling cutter) dan jenis alat potong lainnya yang sering digunakan untuk proses pengefraisan. Contoh berbagai jenis alat potong yang digunakan proses pengefraisan, dapat dilihat pada (Gambar 2.1).

Gambar 2. 1. Contoh berbagai jenis alat potong
yang digunakan pada proses pengefraisan

Adapun macam-macam pisau frais yang sering digunakan pada proses pengefraisan adalah sebagai berikut:
1) Pisau Frais Mantel (Plain Milling Cutter/ Helical Milling Cutter) Pisau frais mantel pada umumnya digunakan untuk mengefrais bidang yang lebar dan rata. Pisau jenis memiliki arah mata sayat/ heliknya terbagi menjadi dua yaitu, pisau frais mantel helik kanan dan pisau frais mantel helik kiri. Disebut helik kanan karena arah mata sayatnya mengarah kekanan (Gambar 2.2) dan disebut helik kiri karena arah mata sayatnya mengarah kekiri (Gambar 2.3).

Gambar 2. 2. Pisau frais mantel (plain milling cutter) helik kanan

Gambar 2. 3. Pisau frais mantel (plain milling cutter) helik kiri

Jenis pisau frais mantel/ pisau frais helik, terdapat beberapa type yang memilki fungsi berbeda-beda. Beberapa tipe pisau frais mantel dan fungsinya, dapat dilihat pada (Tabel 2.1)

Tabel 2. 1. Type pisau mantel dan fungsinya

2) Pisau Frais Sudut (Angle Milling Cutter) Pisau frais sudut pada umumnya memiliki sudut 30o, 45o , 60o dan 90o. Sedangkan apabila dilihat dari sisi sudutnya, ada yang memilki sudut tunggal (single angle milling cutter) - (Gambar 2.4) dan ada yang memilki sudut ganda (double angle milling cutter) - (Gambar 2.5). Pisau frais jenis ini berfungsi untuk membuat alur yang memiliki sudut sesuai dengan sudut pisau yang digunakan.

Gambar 2. 4. Pisau frais sudut tunggal

Gambar 2. 5. Pisau frais sudut ganda

3) Pisau Frais Ekor Burung (Dove Tail Milling Cutter) Pisau frais ekor burung (Gambar 2.6), pada umumnya memiliki sudut sebesar: 30o, 45o dan 60o. Pisau jenis ini digunakan untuk mengefrais alur berbentuk ekor burung yang sebelumnya dilakukan pembuatan alur terlebih dahulu dengan pisau jari.

Gambar 2. 6. Pisau frais ekor burung

4) Pisau frais Alur Melingkar (Woodruff Keyseat Milling Cutter) Pisau frais alur melingkar (Gambar 2.7), digunakan untuk mengefrais alur pasak pada poros yang berbentuk bulan sabit, yang letak alurnya tidak terletak pada ujung porosnya.

Gambar 2. 7. Pisau frais alur melingkar

5) Pisau Frais Sisi dan Muka (Side and Face Milling Cutter) Pisau sisi dan muka (Gambar 2.8), memiliki mata sayat pada sisi muka dan samping, digunakan untuk mengefrais alur pada permukaan benda kerja.

Gambar 2. 8. Pisau sisi dan muka

6) Pisau Frais Sisi dan Muka Gigi Silang (Staggered Tooth Side and Face Miiling Cutter). Pisau frais sisi dan muka gigi silang (Gambar 2.9), memiliki mata sayat pada sisi muka dan samping bersilang, digunakan untuk mengefrais alur pada permukaan benda kerja. Perbedaan dengan pisau frais sisi dan muka adalah pemakanannya lebih ringan, karena pemotongannya mata sayatnya bergantian.

Gambar 2. 9. Pisau frais sisi dan muka gigi silang

7) Pisau Frais Bentuk (Form Milling Cutter) Pisau frais bentuk, berfungsi untuk membuat permukaan bidang bagian luar berbentuk radius. Untuk membentuk permukaan radius pada bidang bagian luar berbentuk cekung, disebut (convex milling cutter) - (gambar 2.10) dan untuk membentuk permukaan radius pada bidang bagian luar berbentuk cekung, disebut (concave milling cutter) - (gambar 2.11). Selain itu pisau frais bentuk jenis lainya adalah, pisau frais bentuk yang berfungsi untuk membuat sisi pada sudut bidang berbentuk radius keluar/ cembung, disebut (corner rounding milling cutter) - (gambar 2.12)

Gambar 2. 10. Convex milling cutter

Gambar 2. 11. Concave milling cutter

Gambar 2. 12. Corner rounding milling cutter

8) Pisau Frais Alur T (T Slot Milling Cutter) Pisau frais alur T, digunakan untuk mengefrais alur berbentuk T. sebagaimana bentuk alur T pada meja mesin frais, mesin skrap dan mesin lainnya. Contoh hasil pengefraisan alur T, diantaranya digunakan pada Alur T meja mesin frais, sekrap, bor, gerinda alat, eretan atas pada mesin bubut, blok siku beralur dll. Macam-macam bentuk pisau alur T dapat dilihat pada (Gambar 2.13).

Gambar 2. 13. Pisau frais alur T

9) Pisau Frais Jari (Endmill Cutter) Pisau jari digunakan untuk membuat alur tembus atau betingkat dan mengefrais rata untuk bidang yang lebarnya relatif kecil. Pisau frais jenis ini bentuk tangkainya terdapat tiga macam yaitu, pisau jari tangkai lurus (Gambar 2.14a), pisau jari tangkai bertingkat (Gambar 2.14b), dan pisau jari tangkai tirus (Gambar 2.14c).

Gambar 2. 14. Macam-macam pisau jari

Jika dilihat dari besar sudut helik dan jumlah mata sayatnya, pisau frais jari terdapat beberapa macam yang masing-masing memilki fungsi yang berbeda-beda. Macam-macam pisau jari dilihat dari besar sudut helik dan jumlah mata sayatnya dapat dilihat pada (Tabel 2.2).

Tabel 2. 2. Macam-macam pisau jari dilihat dari besar sudut helik dan jumlah mata sayatnya

10) Pisau Frais Jari Radius (Bull Noze Endmill Cutter) Pisau frais jari radius (Bull Noze Endmill Cutter) - (Gambar 2.15), digunakan untuk membuat alur pada permukaan bidang berbentuk radius kedalam/ cekung

Gambar 2. 15. Pisau frais jari radius

11) Pisau Frais Jari Radius Sudut (Corner Rounding Endmill Cutter) Pisau frais jari radius sudut (corner rounding endmill cutter) - (Gambar 2.16), digunakan untuk membuat sisi pada sudut bidang berbentuk radius keluar/ cembung.

Gambar 2. 16. Pisau frais jari radius sudut

12) Pisau Frais Roda Gigi (Gear milling Cutter) Pisau frais roda gigi (Gambar 2.17), digunakan untuk pembuatan bemacam-macam jenis roda gigi dan gigi rack. Pisau jenis ini ada dua macam yaitu, pisau frais roda gigi untuk sistem modul (mm) dan Dp (diameter pitch).

Gambar 2. 17. Pisau frais roda gigi

13) Pisau Frais Muka (Face Mill Cutter) Pisau frais muka (face mill Cutter), digunakan untuk mengefrais pada bidang permukaan rata dan luas/ lebar. Pisau frais jenis ini, pemasangan mata pisaunya (insert tip) diikatkan pada badan (bodi) dengan cara dilas atau dibaut. Jenis mata pisau yang umum digunakan terbuat dari bahan cementit carbide. Contoh beberapa pisau frais muka, dapat dilihat pada (Gambar 2.18).

Gambar 2. 18. Contoh beberapa pisau frais muka

14) Pisau Frais Sisi dan Muka (Shell Endmil Cutter) Pisau frais sisi dan muka, digunakan untuk pemakanan bagian samping dan muka, sehingga dapat digunakan untuk mengefrais bidang siku. Pisau jenis ini ada 2 (dua) macam yaitu, untuk pemakanan ringan/ finising (Gambar 2.19a) dan untuk pemakanan berat/ pengasaran (Gambar 2.19b).

Gambar 2. 19. Pisau frais sisi dan muka

15) Pisau Frais Gergaji (Slitting Saw) Pisau frais gergaji, adalah salah satu alat potong pada mesin frais yang digunakan untuk memotong atau membelah benda kerja yang memiliki ukuran ketebalan tidak terlalu besar (tipis). Jika dilihat dari mata sayatnya, jenis pisau frais ini ada tiga jenis yaitu: pisau frais gergaji mata sayat biasa/ polos (slitting saw - plain tooth), pisau frais gergaji mata sayat sisi lurus (slitting saw - straight side tooth), dan pisau frais gergaji mata sayat sisi bersilang (slitting saw - staggered tooth) - (Gambar 2.20).

Gambar 2. 20. Pisau frais gergaji (slitting saw)

Penggunaan pisau frais tergantung dari jenis pekerjaan yang akan dilakukan pengefraisan. Ilustrasi penggunaan pisau frais sesuai fungsinya, dapat dilihat pada (Tabel 2.3).

Tabel 2. 3. Ilustrasi penggunaan pisau frais sesuai fungsinya

Selain pisau frais, jenis alat potong lain yang sering digunakan pada proses pengefraisan adalah, bor senter (centre drill), mata bor (twist drill), konterbor (counterbore), kontersink (countersink) dan rimer (reamer). Ilustrasi penggunaan dari beberapa alat potong tersebut, dapat dilihat pada (Tabel 2.4).

Tabel 2. 4. Ilustrasi penggunaan alat potong pada mesin frais (selain pisau frais)

Pisau frais terdiri dari beberapa nama bagian termasuk geometrinya. Yang dimaksud dengan geometri alat potong pada pisau frais adalah, sudut potong/ baji dan sudut-sudut kebebasan lainnya yang terdapat pada mata sayat pisau frais. Contoh bagian-bagian dan geometri pisau frais jari (endmill cutter), dapat dilihat pada (Gambar 2.21) dan contoh bagian-bagian dan geometri pisau frais sisi dan muka (side and face cutter), dapat dilihat pada (Gambar 2.22)

Gambar 2. 21. Contoh bagian-bagian dan geometri pisau frais jari (endmill cutter)

Gambar 2. 22. Contoh bagian-bagian dan geometri pisau frais sisi dan muka (side and face cutter)

Untuk mendapatkan hasil pengefraisan yang baik dan pisau fraisnya tidak aus, tahan lama (awet), perlu ditentukan besaran sudut bebas pisau terhadap jenis material. Jadi pengasahan sudut bebas pisau perlu mempertimbangkan jenis bahan/ material yang akan di frais. Besaran sudut-sudut kebebasan untuk jenis pisau frais HSS, dapat dilihat pada (Gambar 2.23).

Gambar 2. 23. Besaran sudut-sudut kebebasan untuk jenis pisau frais HSS

Terdapat empat jenis bahan yang umum digunakan untuk membuat pisau frais yaitu: Baja karbon, Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel/ HSS) Paduan Cor Non Ferro dan Karbida (Comented Carbides). Dari keempat jenis bahan pisau frais tersebut yang sering digunakan pada proses pengefraisan adalah dari jenis bahan, Baja Kecepatan tinggi (HSS) dan karbida (Comented Carbides).

1) Baja karbon

Yang termasuk didalam kelompok baja karbon adalah High Carbon Steel (HCS) dan Carbon Tool Steels (CTS). Baja jenis ini menggandung karbon yang relative tinggi (0,7% - 1,4% C) dengan prosentase unsur lain relatif rendah yaitu Mn, W dan Cr masing-masing 2%, sehingga mampu memiliki kekerasan permukaan yang cukup tinggi. Dengan proses perlakuan panas pada suhu tertentu, strukur bahan akan bertransformasi menjadi martensit dengan hasil kekerasan antara 500 ÷ 1000 HV. Karena mertensitik akan melunak pada temperature sekitar 250%C, maka baja karbon jenis ini hanya dapat digunakan pada kecepatan potong yang rendah (10 m/menit) dan hanya dapat digunakan untuk memotong logam yang lunak atau memotong kayu

2) Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel - HSS)

Pada sekitar tahun 1898, ditemukan jenis baja paduan tinggi dengan unsur paduan Crom (Cr) dan Tungsten/ Wolfram (W) dengan melalui proses penuangan (molten metallurgy) selanjutnya dilakukan pengerolan atau penempaan dibentuk menjadi batang segi empat atau silinder. Pada kondisi masih bahan mentah (raw material), baja tersebut diproses secara pemesinan menjadi berbagai bentuk jenis pisau frais. Setelah proses perlakukan panas dilaksanakan, kekerasannya akan menjadi cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk kecepatan potong yang tinggi yaitu sampai dengan tiga kali kecepatan potong pahat CTS. Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel - HSS) apabila dilihat dari komposisinya dapat dibagai menjadi dua yaitu, Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel - HSS) konventional dan Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel - HSS) spesial.

• Baja Kecepatan Tinggi (HSS) Konvesional, terbagi menjadi dua yaitu: Molibdenum HSS dan Tungsten HSS

• Baja Kecepatan Tinggi Konvesional (HSS) Spesial, terbagi menjadi enam yaitu: Cobalt Added HSS, High Vanadium HSS, High Hardess Co HSS, Cast HSS, Powdered HSS dan Coated HSS
3) Paduan Cor Non ferro Sifat-sifat paduan cor nonferro adalah diantara sifat yang dimiliki HSS dan Karbida (Cemented Carbide), sehingga didalam penggunaannya memiliki karakteristik tersendiri karena karbida terlalu rapuh dan HSS mempunyai ketahanan panas (hot hardness) dan ketahanan aus (wear resistance) yang terlalu rendah. Jenis material ini dibentuk dengan cara dituang menjadi bentuk-bentuk yang tertentu, misalnya tool bit (sisipan) yang kemudian diasah menurut geometri yang dibutuhkan. Baja paduan non ferro terdiri dari empat macam elemen/ unsur utama diantaranya:

• Cobalt (Co):

Unsur cobalt, berfungsi sebagai pelarut bagi unsure-unsur lainnya.

• Chrom (Cr):

Unsur chrom (10% s.d 35%), berfungsi sebagai pembetuk karbida

• Tungsten/ Wolfram (W):

Unsur tungsten/ wolfram (10% s.d 25%), berfungsi sebagai pembentuk karbida dan menaikan karbida secara menyeluruh.

• Carbon (C):

Apabila terdapat unsur karbon (1%) akan menghasilkan jenis baja yang masih relaitif lunak, dan apabila terdapat unsur karbon (3%) akan menghasilkan jenis yang relatif keras serta tahan aus.

4) Karbida (Carbida)

Jenis karbida yang “disemen” (Comented Carbides) merupakan bahan pisau frais yang dibuat dengan cara menyinter (sintering) serbuk karbida (Nitrida, Oksida) dengan bahan pengikat yang umumnya dari Cobalt (Co). Dengan cara carburizing masing-masing bahan dasar (serbuk) Tungsten (Wolfram,W) Tintanium (Ti), Tantalum (Ta) dibuat menjadi karbida yang kemudian digiling (ball mill) dan disaring. Salah satu atau campuran serbuk karbida tersebut kemudian dicampur dengan bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas (lilin). Setelah itu dilakukan presintering (1000º C) pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas dan kemudian sintering (1600º C), sehingga bentuk keeping (sisipan) sebagai hasil proses cetak tekan (Cold atau HIP) akan menyusut menjadi sekitar 80% dari volume semula. Hot Hardness Carbida yang disemen (diikat) ini hanya akan menurun bila terjadi pelunakan elemen pengikat. Semakin besar prosentase pengikat (Co) maka kekerasannya menurun dan sebaliknya keuletannya membaik. Terdapat tiga jenis utama pisau frais karbida sisipan, yaitu:

• Karbida Tungsten:

Karbida tungsten merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang.

• Karbida Tungsten Paduan:

Karbida tungsten paduan merupakan jenis karbida untuk pememotongan baja.

• Karbida lapis:

Karbida lapis yang merupakan jenis karbida tungsten yang di lapis (satu atau beberapa lapisan) karbida, nitride, atau oksida lain yang lebih rapuh tetapi ketahanan terhadap panasnya (hot hardness) tinggi.