Design and Optimization of Thermal Systems, Second Edition

Click these links below to download
Design and Optimization of Thermal Systems, Second Edition
or
Design and Optimization of Thermal Systems, Second Edition

MESIN PENGGURDI DAN PENGEBOR ( DRILLING AND BORING MACHINE)

Penggurdian adalah membuat lobang dalam sebuah obyek dengan menekankan sebuah gurdi berputar kepadanya. Hal yang sama dapat dicapai dengan memegang penggurdi stasioner dan memutar benda kerja.
Pengeboran adalah memperbesar lubang yang telah digurdi atau diberi inti. Pada prinsipnya merupakan suatu operasi penepatan sebuah lubang yang telah digurdi sebelumnya dengan pahat jenis mesin bubut mata tunggal.
Meluaskan lubang (Reaming) adalah memperbesar lubang yang telah dimesin sampai ke ukuran yang sesuai dengan penyelesaian halus. Peluas lubang adalah sebuah pahat teliti dan tidak dirancang untuk membuang logam banyak.

Gurdi
Gurdi adalah sebuah pahat pemotong yang ujungnya berputar dan memiliki satu atau beberapa tepi potong dan galur yang berhubungan kontinyu di sepanjang badan gurdi. Galur bisa berupa lurus atau heliks, disediakan untuk memungkinkan lewatnya serpihan dan fluida pemotongan.

Penggurdi Puntir (Twist Drill)
Penggurdi puntir adalah jenis yang banyak dipakai, dimana memiliki dua galur dan dua tepi potong. Penggurdi jenis ini dperlihatkan pada gambar 2. dengan berbagai sebutan yang diberikan. beberapa jenis penggurdi bervariasi dalam jumlah dan sudut galurnya, ditunjukkan pada gambar 3. Penggurdi beralur tunggal digunakan untuk pelubangan mula dan untuk penggurdian lubang dalam.

Gambar 2. Penggurdi punter standard dan peristilahannya

Gambar 3. Jenis penggurdi.

Penggurdi dua galur adalah jenis konvensional yang dipakai untuk pelubangan mula dan menggurdi lubang. Untuk penggurdian produksi, penggurdi dilengkapi dengan saluran oli didalam atau diluar. Penggurdi begralur tiga atau empat pada prinsipnya dipakai untuk memperbesar lubang yang telah dibuat sebelumnya.

Penggurdi Pistol (Gun Drill)
Ada dua jenis penggurdi pistol bergalur lurus yang digunakan untuk penggurdian lubang dalam seperti ditunjukkan gambar 4. Yang satu disebut penggurdi trepan, dimana tidak memiliki pusat mati dan  meninggalkan inti pejal dari logam. Dengan gerakan maju gurdi, maka inti bekerja sebagai pemandu pusat di titik pemotongan. Ini mencegah pelarian penggurdi ke satu sisi, dan ketelitian lubang mudah dipertahankan.
Jenis yang lain adalah penggurdi pistol pemotong pusat (jenis konvensional), digunakan untuk penggurdian lubang yang sangat dalam, misalnya menggurdi lubang buntu yang tidak dapat menggunakan penggurdi jenis inti. Kesemua jenis gurdi ini menggunakan ujung karbida seperti pada gambar.
Penggurdi pistol beroperasi pada hantaran yang jauh lebih kecil daripada penggurdi puntir konvensional, tetapi kecepatan potongnya lebih tinggi. Minyak bertekanan sangat tinggi diberikan ke ujung pengerek melalui lubang di pemotongnya.

Gambar 4. Penggurdi pistol bergalur lurus. A. Penggurdi trepan, B. Penggurdi pistol pemotongan.
Penggurdi Khusus

Untuk menggurdi lubang besar dalam pipa atau logam lembaran, gurdi puntir tidak sesuai karena gurdi cendrung akan terbenam ke dalam benda kerja atau lubangnya terlalu besar untuk gurdi biasa. Lubang besar tersebut dipotong dengan pemotong lubang seperti gambar 5.

Gambar 5. Pemotong untuk lubang pada logam tipis. A. Pemotong gergaji. B. Fris kecil (fly cutting).

Gambar 6. Penggurdi sekop dan pemegang tangkai.

Pemotong jenis gergaji diperoleh dalam jangkauan ukuran yang luas. Untuk lubang yang sangat besar pada logam tipis digunakan fris kecil (fly cutter). Pemotong terdiri pemegang pahat horisontal yang dapat disetel untuk menampung perkisaran diameter yang luas. Kedua pemotong akan memotong pada lintasan yang sama, tetapi yang satu disetel agak lebih rendah dari yang lain.
Penggurdi sekop seperti gambar 6 adalah metode lain untuk membuat lubang dengan diameter besar, berkisar antara 35 sampai 380 mm. Bahan yang dipakai pada penggurdi sekop adalah baja kecepatan tinggi atau bahan lain yang terbuat dari baja karbon menengah sampai tinggi dan berujung karbida.

Prestasi Penggurdi
Prestasi Penggurdi tidak lepas dari bahan penggurdi itu sendiri. Bahan baja kecepatan tinggi dapat memberikan kecepatan pemotongan sekitar dua kali dari bahan baja karbon. Untuk bahan keras dan abrasiv seperti besi cor, penggurdi diberi ujung karbida wolfram akan memberikan hasil penggurdian yang memuaskan. Baja kecepatan super tinggi berbantalan kobalt, kandungan karbon tinggi, mampu menggurdi baja dengan kekerasan Rockwell C68, seperti baja anti karat dan paduan untuk pesawat ruang angkasa. Beberapa penggurdi diberi perlakuan permukaan selubung keras dan tipis, atau dilapis khrom untuk memberikan permukaan yang tahan aus.

Gambar 8. Penggurdi bertingkat garis tepi ganda. Diameter pengarah tidak berubah, sehingga memperbaiki aksi pengarahan.

Sudut Mata
Sudut mata harus pas dengan bahan yang digurdi. Sudut mata yang biasa untuk penggurdi komersial pada umumnya adalah 118 derjat yang bagus digunakan untuk baja lunak, kuningan dan bahan pada umumnya. Untuk logam yang lebih keras, maka sudut mata yang lebih besar akan memberikan prestasi lebih baik.
Gambar 9 ditunjukkan dua penggurdi dengan sudut mata 140 derjat dan 80 derjat. Ketebalan dan lebar serpihan yang diperoleh dari penggurdian ditandai dengan huruf T dan W. Tebal T1 untuk yang bersudut mata 140 derjat adalah lebih tebal dari tebal T2 pada sudut mata 80 derjat.Dalam menggurdi logam yang keras dan sulit dimesin, serpihan yang tebal memungkinkan sejumlah penghematan daya.

Gambar 9. Variasi sudut mata mempengaruhi prestasi penggurdi.

Terlihat juga bahwa lebar W1 untuk sudut mata 140 derjat adalah kurang daripada W2 untuk sudut mata yang lebih kecil. W yang lebih lebar memiliki sisi pemotongan lebih lebar, berguna dalam menggurdi bahan yang menimbulkan keausan pengikisan.

Sudut Heliks
Prestasi gurdi dipengaruhi oleh sudut heliks dari galurnya. Sudut ini bisa bervariasi dari 0 sampai 45 derjat, standar yang umum untuk baja dan bahan lainnya biasanya sekitar 30 derjat. Makin kecil sudut ini maka makin besar puntiran yang diperlukan untuk mengoperasikan pada kecepatan yang sama. Sudut untuk menggurdi tembaga, magnesium dan plastik lunak sekitar 35 - 45 derjat, paduan tembaga 20 - 25 derjat, plastik keras 17 derjat, dan baja lunak sampai menengah 25 - 32 derjat.

Mata Gurdi
Pada gurdi terdapat tepi pahat pada ujung web yang menghubungkan kedua pemotong seperti gambar 2. Tepi pahat ini tidak memotong secara efisien karena penggaruk negatif besar yang tidak hanya di titik pusat tetapi juga disepanjang tepi pahat. Untuk memperbaiki efisiensi penggurdian dan mengurangi desakan, maka dibuatlah suatu mata penggurdi memusat sendiri yang memiliki tepi spiral seperti diperlihatkan gambar 10 yang memiliki aksi pemotongan yang jauh lebih baik.

Cara lain untuk mengurangi desakan ujung adalah dengan penipisan ujung web dan pembelahan mata seperti gambar 11. Penggurdi mata terbelah ini banyak digunakan untuk menggurdi baja pengerasan-kerja yang kasar dan logam super alloy.

Gambar 10. Penggurdi mata spiral.

Gambar 11. Penggurdi mata terbelah dengan web tipis untuk mengurangi desakan ujung.

Fluida Pendingin
Fluida pendingin memperbaiki aksi pemotongan antara penggurdi dengan benda kerja, memudahkan pengeluaran serpihan serta mendinginkan benda kerja dan pahat. Beberapa logam dengan media pendingin yang dianjurkan :

• Aluminium : campuran minyak mineral-lemak hewan
• Kuningan : kering, campuran minyak mineral-lemak hewan
• Perunggu : kering, minyak cair
• Besi cor : kering, semburan udara
• Tembaga : minyak cair, campuran minyak mineral-lemak hewan
• Magnesium : kering, minyak mineral
• Besi mampu tempa : minyak cair
• Baja : minyak cair, minyak tersulfurisasi
• Baja perkakas : lemak hewan, minyak cair

Peluas Lubang ( Reamer )
Peluas lubang adalah perkakas yang menyelesaikan lubang yang telah digurdi atau di bor. Istilah yang dipakai pada peluas lubang bisa dilihat pada gambar 12.

Gambar 12. Peluas lubang standar dan peristilahannya.

Peluas lubang yang tersedia untuk berbagai bahan dan penggunaannya adalah :
1. Peluas lubang tangan
2. Peluas lubang pencekam
3. Peluas lubang cangkang (shell)
4. Peluas lubang tirus.

5. Peluas lubang ekspansi

6. Peluas lubang mampu setel

7. Peluas lubang kegunaan khusus

 Gambar 13. Jenis-jenis peluas lubang.

Peluas lubang tangan adalah perkakas penyelesaian yang dirancang untuk penepatan akhir dari lubang.
Peluas lubang pencekam dirancang untuk penggunaan dalam mesin.
Peluas lubang cangkang terdiri atas ujung jenis cangkang yang dipasangkan pada arbor tirus. Celah dalam peluas lubang menghubungkan penyeret pada arbor untuk menghasilkan pergerakkan positif.
Peluas lubang pena-tirus biasanya mempunyai diameterkecil dan agak panjang. Pelubang harus dikonstruksi sekuat mungkin karena mata potongnya dihubungkan dalam pemotongan melalui keseluruhan panjangnya.
Peluas lubang ekspansi dapat disetel untuk mengkompensasi keausan atau untuk kebutuhan meluaskan lubang yang kelebihan ukuran.
Peluas lubang mampu setel berbeda dengan yang lain dalam hal alat ini dapat dimanipulasi untuk dipakai pada jangkauan ukuran tertentu.

Pengelompokan Mesin Penggurdi
Berdasarkan konstruksinya mesin penggurdi bisa dikelompokan sebagai berikut :
A. Penggurdi mampu jinjing
B. Mesin penggurdi peka
    1. Pasangan bangku jamak
    2. Pasangan lantai
C. Mesin penggurdi tegak
    1. Tugas ringan
    2. Tugas berat otomatis
    3. Mesin penggurdi gang
D. Mesin Penggurdi radial
E. Mesin penggurdi turet

F. Mesin penggurdi spindel

    1. Unit tunggal

    2. Jenis jalan

G. Mesin penggurdi produksi

    1. Meja pengarah

    2. Jenis perpindahan

H. Mesin penggurdi lubang  dalam

Mesin penggurdi mampu jinjing dispesifikasikan berdasarkan diameter penggurdi maksimum yang dapat dipegangnya. Untuk penggurdi jenis peka atau tegak dispesifikasikan berdasarkan diameter benda kerja paling besar yang bisa digurdi. Ukuran mesin penggurdi radial didasarkan pada panjang lengannya dalam meter.

Penggurdi Mampu Jinjing dan Peka
Penggurdi mampu jinjing (portable) adalah mesin penggurdi kecil yang terutama digunakan untuk operasi penggurdian yang tidak dapat dilakukan dengan mudah pada kempa gurdi (drill press) biasa. Yang paling sederhana adalah mesin penggurdi yang dioperasikan dengan tangan. Penggurdi jenis ini bisa menggunakan penggurdi sampai diameter 12 mm.
Mesin penggurdi peka adalah mesin kecil berkecepatan tinggi dari konstruksi sederhana yang mirip dengan kempa gurdi tegak biasa. Mesin ini terdiri dari standar tegak, sebuah meja horisontal, dan sebuah spindel vertikal untuk memutar dan memegang gurdi. Mesin jenis ini  berhantaran ringan dan hanya sesuai untuk pekerjaan ringan dengan diameter gurdi tidak lebih dari 15 mm.

Penggurdi Tegak
Penggurdi tegak mirip dengan penggurdi peka, mempunyai mekanisme hantaran daya untuk penggurdi putar dan dirancang untuk kerja yang lebih berat. Gambar 17 menunjukkan mesin berukuran 1 meter dengan tiang berbentuk peti. Mesin jenis ini bisa melakukan pekerjaan mengetap atau menggurdi.

Gambar 17. Kempa gurdi tegak berukuran satu meter.

Mesin Penggurdi Gang (Kelompok)
Kalau beberapa spindel penggurdi diletakkan pada meja tunggal, ini disebut sebagai penggurdi gang (kelompok). jenis ini sesuai untuk pekerjaan produksi yang harus melakukan beberapa operasi. Benda kerja dipegang dalam sebuah jig yang dapat diluncurkan pada meja dari satu spindel ke spindel lainnya.

Mesin Penggurdi Radial
Mesin penggurdi radial dirancang untuk pekerjaan besar kalau tidak memungkinkan bagi benda kerja untuk digerakkan berputar bila beberapa lubang harus digurdi. Mesin jenis ini ditunjukkan pada gambar 18 yaitu terdiri dari sebuah tiang vertikal yang menyangga sebuah lengan yang membawa kepala gurdi. Kepala gurdi mempunyai penyetelan di sepanjang lengan ini.

Gambar 18. Mesin penggurdi radial

Mesin Turet
Mesin turet mengatasi keterbatasan ruang lantai yang ditimbulkan oleh Mesin Penggurdi Gang. Sebuah mesin gurdi turet diperlihatkan pada gambar 19 dimana mesin tersebut adalah mesin turet yang dikendalikan secara numerik. Dua pemegang dapat ditempatkan pada meja kerja sehingga memungkinkan pemuatan dan penurunan selama daur mesin.

Gambar 19. Mesin penggurdi dikendalikan KN jenis turet dengan kapasitas 40 mm pada baja.

Mesin Penggurdi Spindel Jamak
Mesin penggurdi jamak ditunjukkan oleh gambar 20, menggurdi beberapa lobang secara serentak. Mesin ini khususnya adalah mesin produksi yang bisa menggurdi banyak suku cadang dengan ketelitian.

Mesin Penggurdi Jenis Perpindahan
jenis ini sering dirancang sebagai mesin otomatis. Mesin ini melakukan suatu deretan operasi pemesinan yang berurutan dan memindahkan benda kerja dari satu stasiun ke stasiun lainnya. Mesin otomatis terdiri dari jenis meja-index dan perpindahan segaris.
Meja Index dimana sesuai untuk suku cadang yang memerlukan sedikit operasi, bisa berupa jenis vertikal atau horisontal dan berjarak dari pinggir meja-index.
Jenis Perpindahan , dilengkapi dengan alat penanganan atau perpindahan antar stasiun. Metode yang paling sederhana dan ekonomis adalah dengan menggerakkannya pada rel atau ban berjalan.

Gambar 20. Mesin penggurdi dan pengetap spindel jamak serba guna, mampu setel.

Gambar 21. Mesin perpindahan berbangku kecil dengan tiga puluh lima stasiun untuk kotak transmisi; 75 suku cadang tiap jam produksi.

Mesin Penggurdi Lubang Dalam
Mesin biasa akan menemui masalah jika melakukan operasi untuk pembuatan lobang yang dalam seperti laras senapan, spindel panjang, batang engkol, dan peralatan penggurdi sumur minyak tertentu. Kesulitan biasanya dijumpai pada penyanggaan benda kerja dan gurdi. Kecepatan putar dan hantaran harus ditentukan dengan teliti, karena terdapat kemungkinan lebih besar untuk terjadi pelenturan jika dibandingkan dengan pelubangan pendek.
Mesin Penggurdi Lubang Dalam dikembangkan untuk mengatasi permasalahan ini. Mesin biasanya mempunyai konstruksi horisontal menggunakan sebuah penggurdi pistol pemotongan pusat yang mempunyai mata potong tunggal dengan galur lurus pada keseluruhan panjangnya. Biasanya gurdi stasioner dan benda kerja berputar, tetapi kalau sulit memutar benda kerja, maka keadaannya bisa dibalik.

Mesin Pengebor
Beberapa mesin telah dikembangkan untuk pekerjaan mengebor seperti pengebor jig, fris pengebor vertikal dan mesin pengebor horisontal. Fris pengebor vertikal dan horisontal sesuai untuk benda kerja besar.

Mesin Pengebor Jig
Gambar 22 menunjukkan mesin yang dirancang untuk menempatkan dan mengebor lubang dalam jig. Mesin pengebor jig dikonstruksikan dengan ketepatan lebih tinggi dan dilengkapi dengan alat pengukur teliti untuk mengendalikan gerakan meja.Mesin juga dirancang untuk pengendalian numeris dengan meletakkan tugas pada pita, maka dijamin pengulangan yang tepat.

Fris Pengebor Vertikal
Fris pengebor vertikal mempunytai meja kerja bulat horisontal dan sesuai untuk pengerjaan tepi serta pembubutan vertikal seperti halnya pekerjaan mengebor. Mesin ini sudah dijelaskan pada bab mengenai mesin bubut.

Gambar 22. Pengebor jig produksi dan ruang perkakas.

Mesin Pengebor Horisontal
Mesin pengebor horisontal, berbeda dengan fris pengebor vertikal dalam hal benda kerja stasioner dan perkakas berputar, sesuai untuk pengeboran lubang horisontal seperti terlihat pada gambar 23.

Gambar 23. Mesin pengebor horisontal jenis meja untuk melakukan operasi pengeboran, penggurdian dan pemfrisan.

Spindel horisontal untuk memegang perkakas didukung dalam sebuah rakitan pada sebuah ujung yang dapat disetel secara vertikal. Meja kerja mempunyai gerakan longitudinal dan menyilang didukung pada jalu gerakannya pada bangku mesin. Dalam beberapa kasus mejanya dapat diputar.

Perkakas Pengebor
Operasi pengeboran pada umumnya menggunakan mata tunggal seperti yang ditunjukkan pada gambar 24 karena mudah disetel dan dipelihara.

Gambar 24. Pengeboran lurus pada mesin pengebor horizontal menggunakan batang lurus dan penyangga ujung.

Untuk pekerjaan mengebor presisi pada mesin fris, pengebor jig atau kempa gurdi diperlukan perkakas yang mempunyai penyetelan mikrometer. Perkakas semacam ini dipegang oleh kepala pemotong dan berputar. Maka setiap peningkatan ukuran lubang dilakukan dengan menyetel perkakas secara radial dari titik pusatnya.
Pengaturan pemotong ganda yang paling populer adalah jenis blok, seperti ditunjukkan pada gambar 25 yang terdiri dari dua pemotong berhadapan yang terletak dalam alur pada blok. Terdapat alur untuk mengunci pemotong pada dudukannya serta untuk menyetelnya.

Gambar 25. Pemotong pengeboran jenis blok.

Perkakas yang umum dipakai dalam mesin kecil seperti mesin bubut adalah sebuah perkakas mata tunggal, yang disangga dengan cara yang memungkinkan pemasukkannya ke dalam lubang. Pahat seperti ini ditunjukkan pada gambar 26A.

Pahat ini didukung dalam pemegang terpisah yang pas masuk ke dalam tempat pahat mesin bubut. Untuk mesin bubut turet, sedikit berbeda pada pemegang dan pahat tempa, yaitu digunakan yang mirip dengan yang ditunjukkan gambar B. Gambar C dirancang untuk memegang potongan pahat baja kecepatan tinggi.
Dalam pekerjaan produksi maka pisau pemotong menggunakan mata potong jamak yang banyak digunakan. Pemotong ini terlihat pada gambar F, yang bentuknya menyerupai peluas lubang cangkang dan biasanya dilengkapi dengan pemotong gigi sisipan yang bisa disetel secara radial untuk mengimbangi keausan dan variasi diameter.

DAFTAR PUSTAKA

1.    Priambodo, Bambang, Teknologi Mekanik, Jakarta, Erlangga, 1986

2.  ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2008/06/bab5-pp2.pdf

MESIN FRIS DAN PEMOTONG FRIS

MESIN FRIS DAN PEMOTONG FRIS

Mesin fris melepaskan logam ketika benda kerja dihantarkan terhadap suatu pemotong berputar seperti terlihat pada gambar 1. 

Gambar 1 Operasi fris sederhana.

Pemotong fris memiliki satu deretan mata potong pada kelilingnya yang masing-masing berlaku sebagai pemotong tersendiri pada daur putaran. Benda kerja dipegang pada meja yang mengendalikan hantaran. Pada mesin umumnya terdapat tiga kemungkinan gerakan meja yaitu : longitudinal, menyilang dan vertikal, namun beberapa meja juga memiliki gerakan putar.

Mesin fris adalah yang paling mampu melakukan banyak tugas dari segala mesin perkakas. Permukaan yang datar maupun berlekuk dapat di mesin dengan penyelesaian dan ketelitian yang baik. Pemotongan sudut, celah, roda gigi dan ceruk dapat dilakukan oleh mesin fris. Pahat gurdi, peluas lubang dan bor dapat dipegang dalam soket arbor dengan melepaskan pemotong dan arbor.

Jenis Pemotong Fris

Mesin fris mampu melakukan banyak jenis pekerjaan karena banyaknya jenis pahat yang tersedia. Terdapat tiga desain umum dari pemotong :

1.      Pemotong Arbor. Pemotong ini mempunyai lubang dipusatnya untuk pemasangan pada bor.

2.   Pemotong tangkai. Pemotong jenis mempunyai tangkai lurus atau tirus yang menjadi satu dengan badan pemotong. Pemotong dipegang oleh spindel.

3.   Pemotong muka. Pemotong ini dibaut atau dipegang pada ujung arbor pendek dan biasanya dipakai untuk memfris permukaan rata.

Bahan fris dibuat antara lain dari baja karbon tinggi, berbagai baja kecepatan tinggi, atau yang berujung karbida dan lain lain. Pemotong serba guna umumnya terbuat dari baja kecepatan tinggi yang mempertahankan mata potong tetap tajam, keras dan ulet pada suhu sekitar 500 sampai 600 ^oC, sehingga dapat digunakan kecepatan potong 2 sampai 2 ½ kali dari yang dianjurkan untuk memotong baja karbon. Logam cor bukan besi seperti Stelit, Cobalt atau Rexalloy dan pemotong berujung karbida memiliki daya tahan panas lebih tinggi sehingga sesuai untuk pemotongan berat dan kecepatan tinggi. Kecepatan potong dari pemotong bahan cor bukan besi dan karbida berkisar dari dua sampai lima kali daripada yang dianjurkan untuk baja kecepatan tinggi.

Pemotong yang banyak digunakan diperlihatkan pada gambar 3, yang dikelompokkan menurut bentuk atau jenis pekerjaan yang dapat dilakukan.

1.   Pemotong fris biasa. Pemotong biasa adalah sebuah pemotong yang berbentuk piringan yang memiliki gigi di sekelilingnya. Giginya bisa lurus dan juga bisa heliks jika lebarnya lebih dari 15 mm. Pemotong heliks yang lebar yang digunakan untuk beban berat memiliki takik pada giginya untuk mematahkan serpihan dan untuk memudahkan pengeluarannya.

2.   Pemotong fris samping. Pemotong ini mempunyai gigi disamping. Pemotong jenis ini bisa mempunyai gigi lurus, heliks atau zigzag.

3.   Pemotong gergaji pembelah logam. Pemotong jenis ini sangat tipis, biasanya 5 mm atau kurang. Pemotong ini diberi pengaman dengan menggerinda sisinya untuk menghasilkan ruang bebas bagi pemotongan. 

 Gambar 2

4.   Pemotongh fris sudut. Pemotong ini bisa berbentuk pemotong sudut tunggal atau ganda. Pemotong sudut tunggal mempunyai satu permukaan kerucut, sedangkan pemotong sudut ganda mempuinyai gigi pada dua permukaan kerucut. Pemotong sudut digunakan untuk memotongh lidah roda, tanggem, galur pada pemotong fris dan pelebar lubang.

5.   Pemotong fris bentuk. Gigi pemotong ini mempunyai bentuk khusus. Pemotong jenis ini termasuk pemotong cekung dan cembung, pemotong roda gigi, pemotong galur, pemotong pembulat sudut dan sebagainya.

6.   Pemotong fris ujung. Pemotong ini mempunyai poros integral untuk menggerakkan dan mempunyai gigi di keliling dan ujungnya. Galurnya bisa lurus ataupun heliks. Pemotong besar yang disebut fris cangkang mempunyai bagian pemotong terpisah yang dipegangkan pada arbor batang seperti terlihat gambar 3. Fris ujung digunakan untuk proyeksi permukaan, membujur sangkarkan ujung, memotong celah dan dalam pekerjaan pencerukan misalnya pembuatan cetakan. 

Gambar 3 Fris cangkang dan arbor.

7.   Pemotong celah - T. Digunakan untuk memfris celah - T. Bentuk yang khusus adalah pemotong dudukan pasak Woodruff, yang digunakan untuk memotong dudukan bulat untuk pasak tersebut.

8.   Pemotong gigi sisipan. Dengan makin meningkatnya ukuran pemotong, maka lebih ekonomis untuk menyisipkan gigi yang terbuat dari bahan mahal ke dalam baja yang lebih murah. Gigi pemotong ini bisa diganti kalau aus atau patah.

Gigi Pemotong Fris

Pemotong fris dengan nomenklatur terlihat pada gambar 4. Untuk pemotong kecepatan tinggi digunakan sudut garuk radial positif sebesar 10 sampai 15 derjat. Pemotong fris yang dibuat untuk bahan yang lebih lunak, misalnya aluminium, dapat diberikan garukan yang lebih besar dengan kemampuan potong lebih baik. 

Gambar 2.4. Pemotong fris dengan penunjukkan nomenklatur

Untuk pemfrisan kecepatan tinggi dengan pemotong berujung karbida, biasanya digunakan sudutr garuk negatif (baik radial maupun aksial). Pemotong jenis fris datar, dengan gigi di tepinya, biasanya diberi garukan negatif sebesar 5 sampai 10 derjat kalau harus memotong baja. Paduan dan baja karbon menengah memerlukan garukan negatif yang lebih besar daripada baja lunak. Perkecualian untuk penggunaan sudut garuk negatif bagi pemotong karbida dilakukan kalau akan memfris logam lunak bukan besi.

Sudut ruang bebas adalah sudut yang dicakup antara tepi dan garis singgung pada pemotong dari ujung gigi. Untuk pemotong komersial sudut ruang bebas adalah sekitar 4 sampai 5 derjat. Pemotong yang berdiameter lebih kecil mempunyai sudut ruang bebas yang ditingkatkan untuk menghilangkan kecendrungan dari gigi untuk menggesek benda kerja. Sudut ruang bebas juga ditentukan oleh bahan benda kerja. Besi cor memerlukan sudut sebesar 4 sampai 7 derjat, sedangkan bahan lunak seperti magnesium, aluminium dan kuningan memerlukan sudut ruang bebas 10 sampai 12 derjat.

Dari penelitian diperoleh bahwa gigi kasar lebih efisien untuk melepas logam dari pada gigi halus. Gigi halus juga memberikan kecendrungan untuk bergetar daripada gigi kasar tetapi gigi halus dianjurkan untuk memotong gergaji yang digunakan untuk menmfris bahan tipis. 

Pengelompokkan Dari Mesin Fris

Menurut desainnya mesin fris bisa dibedakan atas :

A. Jenis tiang dan lutut         D. Mesin pusat pemesinan

1. Fris tangan                          E. Jenis khusus

2. Mesin fris datar                     1. Mesin meja putar

3. Mesin fris universal               2. Mesin fris planet

4. Mesin fris vertikal                  3. Mesin profil

B. Mesin jenis penyerut           4. Mesin duplikat

C. Jenis landasan tetap

1. Mesin fris simpleks

2. Mesin fris dupleks

3. Mesin fris tripleks.

Mesin Fris Tangan

Ini adalah jenis yang paling sederhana dari mesin fris yang dioperasikan dengan tangan. Mesin ini digunakan terutama dalam pekerjaan operasi fris ringan dan sederhana seperti memotong alur, alur pasak pendek dan membuat celah.

Mesin Fris Datar

Mesin ini mririp dengan mesin fris tangan hanya konstruksinya lebih kuat dan dilengkapi dengan mekanisme hantaran daya untuk mengendalikan gerakan meja. Mesin fris datar jenis tiang dan lutut mempunyai 3 gerakan yaitu longitudinal, melintang dan vertikal. Mesin jenis landasan tetap hanya mempunyai gerakan meja longitudinal. Contoh mesin fris datar lutut dan tiang diperlihatkan pada gambar 6.

Mesin Fris Universal

Mesin universal adalah sebuah mesin ruang perkakas yang dikonstruksi untuk pekerjaan yang sangat teliti. Penampilannya mirip dengan mesin fris jenis datar. Hanya mejanya bisa berputar secara horisontal dan dilengkapi dengan sebuah indeks atau kepala pembagi pada ujungnya. Sifat meja berputar bisa digunakan untuk memotong spiral. Mesin ini dapat juga dilengkapi fris vertikal, tambahan meja putar, tambahan pembuat celah dan perlengkapan lainnya. 

Gambar 5 Mesin fris lutut dan tiang.

Mesin Fris Vertikal

Gambar 2.6 terlihat satu jenis mesin fris vertikal. Dalam hal ini spindel pemotong mempunyai kedudukan vertikal. Mesin mempunyai perjalanan spindel aksial yang pendek untuk memudahkan pemfrisan bertingkat. Ada juga mesin yang dilengkapi dengan alat putar tambahan atau meja kerja putar sehingga mesin bisa memfris alur melingkar atau memfris kontinyu suku cadang produksi yang kecil.

Mesin Fris Jenis Penyerut

Mesin ini disebut penyerut karena kemiripannya dengan penyerut. Benda kerja dibawa pada meja panjang yang hanya mempunyai gerakan longitudinal, dan dihantarkan kepada pemotong putar. Gerakan meja adalah variabel merupakan ciri utamanya. Gambar 2.7 memperlihatkan mesin jenis ini. 

Gambar 6 Mesin fris vertikal kepala putar.

Gambar 7 Mesin fris jenis penyerut.

Mesin Fris Jenis Bangku Tetap

Mesin ini mempunyai konstruksi bangku dari benda cor yang kaku dan berat dan menyangga meja kerja yang hanya mempunyai gerakan longitudinal. Nama simpleks, dupleks dan tripleks menunjukkan bahwa mesin berturut-turut dilengkapi dengan kepala spindel satu, dua atau tiga. Mesin ini sering dikendalikan secara otomatis. Gambar 8 memperlihatkan jenis mesin ini untuk dupleks.

Gambar 8 Mesin fris dupleks. 

Pusat Pemesinan

Pusat pemesinan adalah mesin Kontrol Numerik yang dirancang untuk produksi barang kecil sampai menengah. Pusat pemesinan merujuk ke sebuah atau lebih mesin Kontrol Numerik yang mempunyai kapasitas pemesinan multi purpose (banyak kegunaan). Pusat pemesinan dapat memfris, menggurdi, mengebor, meluaskan lubang, mengetap dan membentuk keliling yang kesemuanya dalam sebuah penyetelan.

Operasional pusat pemesinan meliputi menstart dan menghentikan mesin, memilih dan menukar pahat, melakukan pembentukan keliling dua atau tiga dimensi, menghantar salah satu atau secara jamak dari dua atau tiga sumbu, mendudukan setiap sumbu pada pergeseran yang cepat, menstart atau menghentikan spindel, mengarahkan meja, mengalirkan dan menghentikan media pendingin.

Pada gambar 9 terlihat sebuah pusat pemesinan Kontrol Numerik terkomputerisasi, horisontal, jenis landasan, yang mempunyai magasin menyimpan 28 pahat. Sementara gambar 11 menunjukan pusat pemesinan vertikal yang mempunyai magasin 20 pahat. 

Gambar 9 Pusat pemesinan horisontal jenis landasan kendali numeris dengan tiga sumbu gerak hantaran dan magasin penyimpan 28 pahat.

Gambar 10 Pusat pemesinan vertikal kendali numeris dengan tiga sumbu gerak hantaran dan penukar pahat 20 kedudukan.

2.11  MESIN FRIS KHUSUS

           Mesin Fris Meja Putar

Mesin meja putar adalah penyesuaian dari mesin fris vertikal dan diperlihatkan pada gambar 11. Operasi mesin kontinyu dan cepat tetapi terbatas pada pemfrisan permukaan datar saja. 

Gambar 11 Mesin fris meja putar.

       
             Mesin Fris Planet

Mesin fris planet digunakan untuk memfris bagian luar dan bagian dalam dari permukaan dan ulir pendek. Benda kerja diam dan gerakan memotong dilakukan oleh pemotong. Pada awal pekerjaan, pemotong putar berada dalam kedudukan tengah. Pertama kali pemotong dihantarkan secara radial sampai kedalaman tertentu kemudian pemotong melakukan gerakan planet di dalam atau sekeliling benda kerja. Gambar 2.12 memperlihatkan operasi pemotongan pemfrisan dalam dan luar untuk mesin fris ini. 

Gambar 2.12 Penyetelan fris planet yang menunjukkan aksi pemotong untuk pemfrisan dalam dan luar. Kiri fris luar. Kanan, fris dalam.

              Mesin Profil

Mesin jenis ini digunakan untuk mengukir dan membentuk profil. Mesin profil tangan adalah jenis yang paling sederhana yang mempunyai pemotong putar, gerakannya dikendalikan oleh gerakan tangan dari meja.

              Mesin Duplikat

Pembuatan die atau cetakan besar yang digunakan untuk spatbor, atap dan panel mobil banyak menggunakan mesin fris duplikat. Mesin ini memproduksi komponen dari sebuah model dengan ukuran yang pas. Salah satu mesin jenis ini bisa dilihat pada gambar 2.13. Model atau pola yang akan ditiru biasanya dibuat dari bahan kayu keras, plaster Paris, lilin atau bahan lain yang mudah dikerjakan. 

 Gambar 2.13. Mesin fris duplikat. 

Kecepatan Potong

Kecepatan potong dirumuskan :

CSDN=π1000

dengan :

CS = kecepatan potong, m/min

D = diameter pemotong, mm

N = putaran tiap menit

Dalam memilih kecepatan potong yang diperhatikan adalah :

1.   Bahan Pemotong. Kecepatan pemotong umumnya diberikan dalam nilai untuk pemotong baja kecepatan tinggi.

2.   Jenis bahan yang harus dipotong. Bahan lunak seperti magnesium dan aluminium dapat difris dengan kecepatan yang lebih tinggi dari bahan yang lebih keras.

3.   Jenis penyelesaian yang diperlukan. Penyelesaian yang baik diperoleh dengan hantaran sedikit dan kecepatan potong tinggi.

4.   Umur pahat. Kecepatan potong rendah akan mengawetkan pemotong.

5.   Penggunaan media pendingin. Kecepatan potong yang tinggi menimbulkan panas dan panas ini harus dilepqaskan dari pemotong dan benda kerja dengan menggunakan media pendingin.

Hantaran Potong

Gambar 14 memperlihatkan dua jenis cara menghantarkan benda kerja pada mesin fris. Gambar A dianjurkan karena setiap gigi mengawali pemotongan dalam logam bersih dan tidak harus menembus kerak permukaan yang mungkin ada. Gambar B membuat pemotongan lebih efisien, serpihan yang dilepas lebih besar, dan kecendrungan untuk bergetar berkurang. 

Gambar 14 Metode menghantarkan benda kerja pada mesin fris. A. Pemfrisan konvensional atau naik. B. Pemfrisan memanjat atau turun.

Kecepatan Pelepasan Logam

Untuk memfris tepi dan pemotong fris datar, kecepatan pelepasan logam bisa dicari dengan:

R = d w f = milimeter kubik per menit

dengan :

d = kedalaman pemotongan, mm

w = lebar pemotongan, mm

f = hantaran, mm/min

Dalam menghitung waktu untuk melakukan pemotongan tunggal (gambar 2.15), panjang total dari pemotongan sedikit lebih besar daripada benda kerja disebabkan jarak pendekatan S yang diperlukan untuk memotong. Jarak pendekatan dicari dengan : 

Untuk persamaan diatas harus ditambahkan lagi sekitar 6,0 mm supaya memberikan sedikit perjalanan lebih dari pemotongnya. Panjang total perjalanan adalah :

Waktu potong sebenarnya :

        

dengan :

S = jarak pendekatan, mm

St = jarak perjalanan total, mm

T = waktu potong, menit

L = panjang benda kerja, mm 

Gambar 15 Penggambaran jarak pendekatan untuk operasi menggurdi.

Untuk mendapatkan waktu daur total, maka waktu balik tanpa kerja dan waktu penanganan benda kerja harus ditambahkan kepada waktu potong sebenarnya. 

DAFTAR PUSTAKA

1.            Priambodo, Bambang, Teknologi Mekanik, Jakarta, Erlangga, 1986

2.      ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2008/06/bab6-pp2.pdf.