Click here to load reader
Upload
-vhadhil-edogawa-
View
77
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
proposal
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mesin perkakas adalah suatu alat yang berfungsi sebagai pembuat komponen atau
macam–macam benda kerja misalnya komponen–komponen permesinan, perkakas-
perkakas untuk keperluan industri, benda-benda untuk kebutuhan rumah tangga, dan
benda-benda lain yang merupakan hasil penggerjaan mesi perkakas. Adapun yang
dimaksud dengan mesin perkakas di sini adalah mesin frais, berguna untuk
menghaluskan atau meratakan benda kerja sesuai dengan dimensi yang dikehendaki.
Mesin frais dapat menghasilkan permukaan bidang rata yang cukup halus dalam
arti ketelitian mesin perkakas (ketelitian geometris) harus betul-betul memenuhi standart
yang sudah ditentukan. Apalagi kalau mesin-mesin perkakas tersebut sudah di pakai,yang
mungkin dalam pemakaian tersebut tidak selalu dikontrol,maka jelas mesin itu tidak akan
bisa bekerja dengan teliti, sehingga hasilnya pun tidak sesuai dengan ketelitian yang
diminta.
Untuk mengetahui ketelitian dari mesin perkakas diperlukan suatu standart
ketelitian yang khusus digunakan untuk pengetesan ketelitian geometris dari mesin
perkakas tersebut.
Adapun klasifikasi ketelitian geometris dari mesin perkakas dapat diperoleh dari
sejumlah standart yaitu:
Standart ISO
Standart BSA
Standart SNI
Standart JIS
Standart DIN
Standrart IS
Standart Schlesinger
Standart Solomon dan lain sebagainya
Standart-standart tersebut tidaklah sama antara antara yang satu dengan yang
lainnya, tetapi pada perinsipnya sama dan standart-satandart tersebut dapat diperbaiki
untuk menguji ketelitian geometris dari suatu mesin perkakas.
Pengujian geometris dan partikel tes ini dimaksutkan untuk menganalisa
pengukuran geometrik dan unjuk kerja pada mesin frais horizontal, pengukuran terhadap
dimensi-dimensi,bentuk-bentuk,posisi-posisi dari komponen dan proses pembuatan serta
megukur hasil benda yang di uji,misalnya ketegaklurusan antara dua bidang, kesejajaran
antara dua geraka dan menguji bahan yang sudah di hasilkan.
Analisa pengukuran geometrik dan partikel test pada mesin frais yang akan
dilakukan yaitu petunjuk kerja mesin frais dan ketelitian geometrik mesin perkakas statik
drain (manufacturing accuracy), yaitu seberapa besar ukuran nyata dari mesin perkakas
dalam keadaan tempa beban mendekati suatu ukuran beku tertentu.
1.2 Identifikasi Masalah
Dari uraian diatas, maka dapat diperoleh beberapa masalah yang berkaitan dengan
analisapengukuran Geometrik ini, yaitu:
1. Proses kerja mesin frais Horizontal
2. Proses pengkuran barang uji yang dibuat pada mesin frais
3. Alat-alat ukur yang digunakan
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka yang menjadi permasalahan adalah:
1. Apakah ada penyimpangan yang berasal dari mesin frais
2. Apakah ada penyimpangan yang berasal dari alat ukur
3. Apakah ada penyimpangan yang berasal dari benda ukur
4. Apakah ada penyimpangan yang berasal dari posisi pengukuran
1.4 Batasan Masalah
Agar pengerjaan tugas akhir ini menjadi lebih terarah maka perlu dilakukan
pembatasan masalah, adapun batasan- batasan masalahnya, antara lain:
Membahas tentang unjuk kerja partikel testn pada mesin frais horizontal
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini untuk;
1. Mengukur dan menghitung penyimpangan yang terjadi pada mesin frais
2. Mengukur dan menghitung penyimpangan yang terjadi pada benda yang
dihasilkan pada mesin frais
3. Mengetahi penyimpangan – penyimpangan baik yang terjadi pada alat ukur,benda
ukur dan posisi pengukuran
1.6 Metoda Penelitian
Metoda penelitian yang digunakan dalam tulisan ini adalah ;
1. Studi Pustaka
Studi pustaka dilakukan untuk memperoleh pemahaman tentang mesi frais,
penilis dengan ini memanfaatkan data – data tertulis seperti buku – buku yang
terkait dengan analisa ini,jurnal ilmiah dan sumber –sumber lainnya yang sangat
relevan.
2. Diskusi
Diskusi dilakukan untuk mengtahui hal – hal yang berhubungan dengan analisa
pengukuran geometrik dan partikel test bersama sumber – sumber yang
mempunyai nilai kompetisi dibidang pengukuran dan produksi.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mesin Frais
Dalam bab ini kita akan mempelajari secara detail bagaimana cara kerja dan
kegunaannya dari mesin frais.Mesin frais adalah mesin yang mampu melakuakan banyak
tugas bila dibandingkan dengan mesin perkakas yang lain.Hal ini disebabkan karena
selain mampu menghasilkan permukaan datar maupun berlekuk dengan penyelesaian dan
ketelitian istimewa, juga berguna untuk menghaluskan atau meratakan benda kerja sesuai
dengan dimensi yang dikehendaki. Mesin frais dapat menghasilkan permukaan bidang
rata yang cukup halus, tetapi proses ini berupa oli yang berguna untuk pendingin mata
frais agar tidak cepat aus.
Proses frais atau 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. Secara definitive kerja frais
adalah suatu proses penyayatan benda kerja yang dilakukan pada mesin frais dengan
menggunakan alat potong atau frais yang berputar.
Proses-proses yang dapat dikerjakan pada mesin frais adalah tergantung pada
jenis mesin itu sendiri. Sebagai contoh mesin frais horizontal secara umum dapat
memproses benda kerja arah horizontal. Dengan adanya alat bantu pencekaman seperti
ragum mulai dari yang sederhana sampai pada bentuk universal akan menambah
kuantitas jenis bentuk kerja yang dapat dikerjakan.Hal tersebut akan lebih kompleks
dengan adanya mesin-mesin yang lebih modern seperti mesin CNC.Mesin ini akan
sangat menguntungkan bagi institusi-institusi yang khusus memproduksi benda-benda
dalam jumlah yang banyak.
2.2 Pengertian Mesin Frais
Mesin frais merupakan perkakas yang berfungsi agar diperoleh permukaan benda
kerja menjadi rata dengan menggunakan pisau frais.Berdasarkan cara kerjanya,mesin
frais termasuk ke dalam perkakas yang mempunyai gerak utama berputar.Gerakan alat
pemotongnya bekarja dengan berputar dan dipasang pada arbor mesin, yang didukung
dengan alat pendukung arbor yang berputar oleh sumbu utama (Sudaryanto, 2001).
Permukaan yang datar maupun yang berlekuk dapat dimesin dengan penyelesaian
dan ketelitian istimewa. Pemotongan sudut , celah, roda gigi dan ceruk dapat dilakukan
dengan menggunakan berbagai pemotong. Pahat gurdi, peluas lubang dan bor dapat
dipegang dalam soket arbor dengan melepaskan pemotong dan arbor. Mesin frais ini
membuat penyelesaian dan lubang yang lebih sampai batas ketelitian dan jauh lebih
mudah dari pada ketam.
Pemotongan efisien pada gerakannya dan dapat dipakai untuk waktu yang lama
sampai perlu diasah kembali.Keuntungan ini ditambah dengan ketersediaan dari
pemotong yang sangat beraneka ragam, sehingga membuat mesin frais sangat penting
dalam bengkel dan ruang perkakas.
2.3 Prinsip Kerja Mesin Frais
Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak
utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan
melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin milling.
Spindel mesin milling adalah bagian dari system utama mesin milling yang
bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran atau gerakan
pemotongan.
Gerakan pemotongan pada cutter jika dikenakan pada benda kerja yang telah
dicekam maka akan terjadi gesekan/tabrakan sehingga akan menghasilkan pemotongan
pada bagian benda kerja,hal ini dapat terjadi karena material penyusun cutter mempunyai
kekerasan diatas kekerasan benda kerja.
2.4 Jenis – Jenis Mesin Frais
2.4.1 Mesin Frais Tangan
Jenis yang paling sederhana dari mesin frais adalah yang dioperasikan
menggunakan tangan. Mungkin memiliki konstruksi tiang dan lutut atau meja yang
dipasangkan pada landasan tetap. Mesin yang dioperasikan tangan terutama digunakan
dalam pekerjaan peroduksi untuk operasi frais ringan dan sederhana misalnya memotong
alur, alur pasak pendek, dan membuat celah. Mesin ini memilki arbor horizontal untuk
memegang pemotongnya dan sebuah meja kerja yang biasanya dilengkapi dengan tiga
gerakan. Benda kerja dihantarkan kepada pemotong berputar oleh gerakan tangan dari
tuas atau oleh hantaran ulir tangan.
2.4.2 Mesin frais Datar
Mesin frais datar mirip dengan mesin frais tangan kecuali konstruksinya lebih
kuat dan dilengkapi dengan mekanisme hantaran daya untuk mengendalikan gerakan
meja. Mesin frais datar dari jenis tiang dan lutut mmiliki tiga gerakan, longitudinal,
melintang dan vertikal. Mesin yang jenis landasan tetap hanya mempunyai gerakan meja
longitudional, tetapi mempunyai perlngkapan untuk penyetelan melintang dan vertikal
pada spindel yang memegang arbor pemotong frais.
Meskipun merupakan mesin serba guna, tetapi juga digunakan untuk pekerjan
produksi banyak. Terdapat model lain dengan bentuk frais kepala universal atau vertikal.
Mesin menggunakan tungkai penghenti untuk mengendalikan gerakan peluncur mesin.
Terdapat daur meja otomatis. Sebuah roda tanggan tunggal dapat mengendalikan gerakan
longitudinal maupun menyilang dari meja,atau daya dapat digunakan untuk satu gerakan,
sementara gerakan yang lain dikendalikan dengan tangan. Pemotong dipasangkan dari
abror horisontal yang dipotong secara kaku oleh lenggan atas.
2.4.3 Mesin frais Universal
Mesin frais universal adalah terutama sebuah mesin ruang perkakas yang
dikontruksi untuk pekerjaan sangat teliti. Penampilaanya mirip dengan mesin frais jenis
datar. Perbedaannya adalah bahwa meja kerjanya dilengkapi dengan gerakan ke empat
yang memungkinkan meja untuk berputar secara horisontal, dan dilengkapi dengan
sebuah indeks atau kepala pembagi yang terletak di ujung meja. Sifat berputar pada
mesin universal memungkinkan untuk memotong spiral, misalnya seperti yang terdapat
pada penggurdi, pemotong frais, nok dan beberapa roda gigi.
Mesin universal dapat juga di lengkapi dengan tambahan frais vertikal, tambahan
meja putar, tanggem, tambahan pembuat celah, dan perlengkapan tambahan yang lain,
yang kesemuanya menambah kegunaannya sebagai sebuah mesin ruang perkakas.
Pengaturan daur otomatis dapat di sediakan untuk mesin universal yang mengendalikan
sepenuhnya pergeseran dan hantaran meja dari start sampai berhenti.
2.4.4 Mesin frais vertikal
Sebuah mesin vertikal tertentu, disebut demikian karena kedudukan yang vertikal
dari spindel pemotong. Gerakan mejanya sama seperti mesin datar. Biasanya, tidak ada
gerakan yang diberikan kepada pemotong kecuali gerakan berputar biasa. Tetapi, kepala
sepindelnya dapat diputar, yang memungkinkan penyetelan spindel dalam bidang vertikal
pada setiap sudut dari vertikal sampai horizontal. Mesin ini mempunyai perjalanan
spindel aksial yang pendek untuk memudahkan pemfaisan bertingkat. Beberapa mesin
frais vertikal dilengkapi dengan alat putar tambahan atau meja kerja putar untuk
memungkinkan memfrais alur melingkar atau memfrais kontinu suku cadang produksi
yang kecil. Pemotongnya adalah semua jenis frais ujung.
Penggunaan mesin mencakup penggurdian, pengeboran, peluasan lubang,
penjarakan tempat dari lubang karena penyetelan mikrometer dari meja, pemotongan tepi,
pencerukan. Mesin profil dan frais metriks operasinya mirip dengan frais vertikal.
2.4.5 Mesin Frais Jenis Penyerut
Mesin frais jenis ini mendapatkan namanya karena kemiripannya dengan
penyerut. Banda kerja dibawa pada meja panjang, yang hanya mempunyai gerakan
longitudional,dan di hantarkan terhadap pemotong putar pada kecepatan yang sesuai.
Garakan hantaran meja variable dan pemotong putar adalah ciri utama yang membdakan
mesin ini dengan penyerut. Gerakan melintang dan vertikal terdapat pada sepindel
pemotong. Mesin ini dirancang untuk memfrais benda besar yang memerlukan pelepasan
stok berat dan duplikasi teliti dari bentuk keliling dan profil. Unit yang dioperasikan
secara hidrolis dari jenis ini di perlihatkan dalam gambar 20.8. banyak pekerjaan yang
dahulu dilakukan pada penyerut, sekarang dilakukan pada mesin ini.
2.4.6 Mesin Frais Dari Jenis Bangku Tetap
Mesin frais jenis bangku tetap adalah mesin produksi dari konstruksi yang kasar.
Bangkunya adalah benda cor yang kaku dan berat serta menyangga sebuah meja kerja
yang hanya memiliki gerakan longitudional. Penyetelan vertikal diberikan dalam kepala
spindel dan suatu penyetelan lintang di buat dalam pena atau ram spindel. Nama
simpleks, dupleks, lihat Gambar 20.9, dan Tripleks menunjukkan secara berturut-turut
bahwa mesin dilengkapi dengan kepala spindel tunggal, ganda dan tripel. Mesin ini
mampu mengambil pemotongan fris berat pada tugas produksi jangka panjang dan
seringkali dilengkapi dengan sebuah daur pemesinan yang dikendalikan secara otomatis.
2.5 JENIS-JENIS MESIN FRAIS KHUSUS
2.5.1 Mesin Frais Meja Putar
Mesin meja putar,seperti yang terlihat dalam Gambar 20.13, adalah penyesuaian
dari mesin frais vertikal untuk penggunaan yang agak dikhususkan. Mesin lain mungkin
menggunakan dua spindel vertikal, yang masing-masing dilengkapi dengan sebuah
pemotong.Operasinya kontinu, dan terdapat waktu yang luas bagi operator untuk
menaikkan dan menurunkan muatan mesin selama pemfrisan. Mesin ini cepat tetapi
terbatas pada pemfrisan datar saja.
2.5.2 Mesin Frais Planet
Mesin frais planet digunakan untuk memfrais luar maupun dalam dari permukaan
dan ulir pendek. Benda kerja dipegang stasioner dan semua gerakan yang diperlukan
untuk memotong dilakukan oleh pemotong frais. Pada awal tugas, pemotong putar berada
dalam kedudukan tengah atau netral. Pertama kali pemotong dihantarkan secara radial
sampai kedalaman yang cukup kemudian diberi gerakan planet di dalam atau sekeliling
benda kerja. Hubungan antara benda kerja dam pemotong digambarkan oleh diagram
garis dalam Gambar 20.14. Penggunaan khusus dari mesin ini termasuk pemfraisan ulir
dalam dan luar pada segala jenis permukaan tirus, permukaan bantalan, lubang ujung dari
gandar belakang, serta ujung cangkang dan bom.
2.5.3 Mesin Duplikat ( Copy )
Produksi dari cetakan betuk besar untuk spatbor,atap dan panel dari mobil adalah
suatu penggunaan yang penting dari mesin duplikator. Mesin ini memproduksi sebuah
suku cadang dari sebuah model tanpa pengecilan atau pembesaran ukuran. Mesin
semacam ini, dari kapasitas yang besar, ditunjukkan dalam Gambar 20.16. Mesin ini,
dikenal sebagai mesin frais “copy”,mempunyai perkisaran pengopian bayangan
sebenarnya dan bayangan cermin sebesar 4,5 x 2,5 m dengan ukuran meja sebesar 5,5 m
x 3,2 m.Spindel yang diameternya 178 mm, mempunyai kecepatan mampu setel tak
terbatas dari 10 sampai 150 put/men. Model atau pola yang digunakan dalam pekerjaan
ini terbuat dari kayu keras, plaster paris, lilin atau bahan lain.Yang mudah dikerjakan,
karena gayanya kecil dan kegunaan yang harus disediakannya adalah hanya memandu
pencari jejak yang mengendalikan kedudukan pahat. Metoda pemotongan dan operasi
umum dari mesin dapat dilihat dalam Gambar 20.16
2.5.4 Mesin Ukir Pantograf
Mesin ini mendapatkan namanya dari sambungan pantograph yang digunakan
untuk memproduksi dari sebuah pola pada skala yang diperkecil atau diperbesar. Dengan
menukar pengaturan sambungan dari pantograf. Maka setiap gambar atau disain dapat
diperbesar atau diperkecil ukurannya menurut perbandingan yang diperlukan. Mesin dari
desain umum yang sama juga digunakan untuk mengukir barang perak dan pekerjaan
cetakan logam ringan. Terdapat mesin tiga dimensi untuk mesin suku cadang dari
sembarang bentuk atau keliling. Mesin ini juga dilengkapi dengan mekanisme pantograf,
sehingga dapat diperoleh peningkatan atau pengurangan ukuran.
Gambaran 20.17 menunjukan mesin frais pantograf tiga dimensi yang
memproduksi sebuah cetakan logam dari sebuah induk cetakan plaster. Operatornya
mengendalikan mesin melalui tekanan ringan dari jari kepala jarum sayat pencari jejak.
Tekanan ini pada saat yang sama ditrasmisikan kepala system sravo dari mesin yang
memberikan daya yang diperlukan untuk menimbulkan gerakan pahat. Setiap gerakan
dari jarum pencari jejak ditirukan tepat sama kepada benda kerja.
2.6 KECEPATAN POTONG
kecepatan pemotong dari sebuah pemotong frais ditentukan oleh kecepatan
keliling atau permukaan dari pemotong. Gerakan benda kerja melintasi pemotong tidak
ditinjau dalam perhitungan ini. Kecepatan potong dinyatakan dengan persamaan berikut:
CS=π D N1000
Ket: CS = kecepatan potong,m/men
D = diameter potong (mm)
N = putaran tiap menit
Karena kecepatan potong jarang tidak diketahui, maka biasanya persamaan
dinyatakan dalam putaran spindel.
N=1000 C Sπ D
Kalau diameter pemotong dan kecepatan potong dari bahan yang diberikan telah
diketahui, maka persamaan ini memberikan kecepatan putar yang layak dari spindel.
Stabilitas yang harus dimiliki oleh mesin mencakup pesan dari bantalan, dapat membatasi
kecepatan potong yang harus digunakan.dalam memilih kecepatan potong yang baik,
factor berikut harus dipertimbangkan :
1. Bahan potong. Kecepatan potong umumnya diberikan dalam nilai untuk
pemotong baja kecepatan tinggi. Nilai ini adalah dua kali lipat dari pada untuk
memotong baja karbon dan seperempat dari yang dianjurkan untuk pemotong
berujung karbida.
2. Jenis bahan yang harus dipotong. Kekerasan brinell dari suatu bahan adalah suatu
pemadu untuk mesin dengan mudah. Bahan lunak seperti magnesium dan
almunium dapat di frais dengan kecepatan yang lebih tinggi dari pada bahan yang
lebih keras. Kecepatan potong kira-kira untuk berbagai bahan.
3. Jenis penyelsaian yang diperlukan. Penyelsaian yang paling baik diperoleh
dengan hantaran sedikit dan kecepatan potong tinggi.secara umun, kecepatan
potong dari pemotong penyelsaian harus sekitar 20% lebih tinggi dari pada
pemotong kasar.
4. Umur pahat. Pemotongan berat, yang penumpukan panas dengan cepat, harus
dilakukan secara lebih lambat dari pada pemotongan ringan. Kecepatan potong
rendah perlu digunakan agar pemotong awet.
5. Penggunaan media pendingin. Kecepatan potong tinggimenimbulkan panas
banyak yang harus disebarkan untuk melindungi pemotong dan benda kerja.
Perkakas dan benda kerja yang harus dibanjiri dengan media pendingin seperti
minyak larutan, minyak tersulfurrisasi, atau minyak mineral (lemak binatang).
Terkecuali baja cor, yang sering d frais kering Karena aksi pelumasan dari grafit.
Kerosin dan minyak larut air sering digunakan sebagai media pendingin untuk
almunium. Karena campuran air mendatangkan bahaya api dalam mesin
magnesium, maka hanya mintak pemotong yang tidak tercampur air yangboleh
dipakai.
2.6.1 Kecepatan Pelepasan Logam
Dalam mengefrais tepi, misalnya memotong dengan pemotong frais datar,maka
kecepatan pelepasan logam terutama merupakan fungsi dari hantaran benda kerja. Dapat
dihitung dengan pernyataan berikut:
R=d w f
Ket : d = kedalaman pemotongan (mm)
W = lebar pemotongan (mm)
F = hantaran (mm/menit)
Dalam menghitung waktu untuk melakukan pemotongan tunggal pada benda
kerja yang berkitan, lihat gambar 20.20. panjang total dari pemotongan adalah sedikit
lebih besar dari pada benda kerja disebabkan jarak pendekatan S yang diperlukan untuk
ppemotong. Jarak pendekatan dapat ditunjukan dengan persamaan
S=√d (D−d)❑
Untuk ini harus ditambah lagi sekitar 6,0 mm supaya memberikan sedikit
perjalananlebih dari pemotongnya. Jarak ini dibagikan antara awal dan akhir
pemotongnya. Jarak ini dibagikan antara awal dan akhir pemotongan dan memungkinkan
adanya kerjaan panjang benda kerja. Maka panjang total perjalanannya adalah :
St=L+√d D−d+6❑
Waktu potong sebenarnya dapat ditentukan dengan :
T=L+ √d( D−d¿)f
+6¿
Ket : S = jarak pendekatan (mm)
St = jarak perjalanan total (mm)
T = waktu potong (menit)
L = panjang benda kerja (mm)
Untuk mendapatkan waktu total maka waktu balik tanpa kerja dan waktu
penanganan benda kerja harus ditambahkan kepada waktu potong sebenarnya. Dalam
memperkirakan waktu balik dari meja kedudukan awal, dapat digunakan waktu geser
cepat sebesar 2500 mm / menit. Waktu penanganan benda kerja bervariasi dengan tiap
tugas dan harus ditentukan dengan studi analisa metoda.
BAB III
METODELOGI PENGUKURAN
3.1 Langkah – Langkah Pengukuran
Mulai
Mesin frais horizontal
Pengukran Partikel test
Posisi sumbu (X) Posisi sumbu (Y) Posisi sumbu (Z)
Pada benda baja Pada benda baja Pada benda baja
Data Hasil Pengukuran
Analisis
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.1. Langkah – Langkah Penelitian