TEKNIK PEMESINAN FRAIS

(C3) KELAS XII

Penulis :

Ir. Heri Setyo Basuki, ST, MT.IPM

PT. KUANTUM BUKU SEJAHTERA

TEKNIK PEMESINAN FRAISSMK/MAK Kelas XII

Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2002 Tentang Hak Cipta Pasal 72 Ketentuan Pidana Sanksi Pelanggaran.1. Barang siapa dengan sengaja dan tanpa hak melakukan

perbuatan sebagaimana dimaksud dalam Pasal 2 ayat (1) atau Pasal 49 ayat (1) dan ayat (2) dipidana dengan pidana masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah).

2. Barang siapa dengan sengaja menyiarkan; memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (1) dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

© Hak cipta dilindungi oleh undang-undang. Dilarang menyebarluaskan dalam bentuk apapun

tanpa izin tertulis

Tata letak buku ini menggunakan program Adobe InDesign CS3, Adobe IIustrator CS3, dan Adobe Photoshop CS3. Font isi menggunakan Myriad Pro (10 pt)B5 (17,6 × 25) cmvi + 172 halaman

Penulis : Ir. Heri Setyo Basuki, ST, MT.IPMEditor : Tim Quantum BookPerancang sampul : Tim Quantum BookPerancang letak isi : Tim Quantum BookPenata letak : Tim Quantum BookIlustrator : Tim Quantum BookTahun terbit : 2019ISBN : (terlampir di cover)Penerbit : PT. Kuantum Buku SejahteraAlamat : Jalan Pondok Blimbing Indah Selatan X N6 No 5 Malang - Jawa Timur

iii

Kata Pengantar

Kata Pengantar

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan anugerah-Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan penulisan buku pembelajaran untuk SMK/MAK Ini. Buku ini ditulis sebagai salah satu sumber belajar siswa SMK/MAK kelas XII untuk mempelajari dan memperdalam materi Teknik Pemesinan Frais. Selain itu, buku ini ditulis secara umum dalam rangka ikut serta mencerdaskan bangsa Indonesia di era perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini. Setiap bab dalam buku ini dilengkapi dengan Kompetensi Inti, Kompetensi Dasar, Kata Kunci, Tujuan Pembelajaran, Peta Konsep, Aktivitas Siswa, Tugas Siswa, Info, Rangkuman, Uji Kompetensi, dan Tugas Proyek. Pembahasan materi disajikan dengan bahasa yang lugas dan mudah kita pahami, dari pembahasan secara umum ke pembahasan secara khusus. Dengan demikian, buku ini diharapkan dapat menjadi teman sekaligus menjadi bacaan yang menyenangkan bagi Anda untuk mempelajari lebih dalam tentang Teknik Pemesinan Frais dan menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari untuk diri sendiri dan lingkungan. Akhirnya, semoga buku pelajaran Teknik Pemesinan Frais SMK/MAK Kelas XII ini bermanfaat bagi siswa dan seluruh pembaca dalam memperoleh pengetahuan.Selamat belajar, semoga sukses.

Penulis

iv

Daftar Isi

BAB 1 Bagian-Bagian Utama Mesin Frais ............................................................. 1 A. Bagian-Bagian pada Mesin Frais ............................................................................ 3 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 8

BAB 2 Cara Pengoperasian Mesin Frais ................................................................ 13 A. Pengoperasian Mesin Frais ...................................................................................... 15 B. Cara Penerapan Kesehatan, Keselamatan Kerja, dan Lingkungan (K3L) Pengoperasian/Pengefraisan ................................................................................. 19 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 26

BAB 3 Cara Pengefraisan ....................................................................................... 33 A. Cara Pengefraisan Benda Kerja .............................................................................. 35 B. Cara Pengefraisan Benda Kerja .............................................................................. 43 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 55

BAB 4 Parameter Pemotongan Pengefraisan ...................................................... 61 A. Kecepatan Potong ...................................................................................................... 63 B. Kecepatan Putaran Mesin Frais (Rotasi Per Menit/Rpm)............................... 63 C. Kecepatan Pemakanan (Feed/ F) – mm/menit................................................. 65 D. Perhitungan Waktu Permesinan Frais .................................................................. 66 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 71

BAB 5 Mekanisme Mesin Frais .............................................................................. 77 A. Mengefrais Datar (Slab Milling) dengan Sumbu Putar Pahat Frais Selubung Sejajar Permukaan Benda Kerja ........................................................ 79 B. Mengefrais Tegak (Face Milling) dengan Sumbu Putar Pahat Frais Muka Tegak Lurus Permukaan Benda Kerja .................................................................. 79 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 83

BAB 6 Guna Mesin Frais ......................................................................................... 87 Materi Pembelajaran ........................................................................................................... 89 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 97

BAB 7 Cutting Tool Mesin Frais ............................................................................. 101 A. Pisau Frais ...................................................................................................................... 103 B. Geometris Pisau Frais ................................................................................................ 111 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 114

BAB 8 Kelengkapan Mesin Frais ............................................................................ 119 A. Kelengkapan pada Mesin Frais .............................................................................. 121

vDaftar Isi

B. Ragum Mesin ................................................................................................................ 125 C. Kepala Pembagi ........................................................................................................... 126 D. Meja Putar...................................................................................................................... 131 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 132

BAB 9 Cutting Tool Mesin Frais (Selain Pisau Frais) ............................................. 137 A. Center Drill .................................................................................................................... 139 B. Konter Bor ...................................................................................................................... 141 C. Counter Sink ................................................................................................................. 142 D. Bor .................................................................................................................................... 146 E. Reamer ............................................................................................................................ 151 F. Spotting Drill ................................................................................................................ 154 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 155

BAB 10 Prinsip Kerja Mesin Frais ............................................................................ 159 A. Mengefrais Datar (Slab Milling) dengan Sumbu Putar Pahat Frais Selubung Sejajar Permukaan Benda Kerja ........................................................ 161 B. Mengefrais Tegak (Face Milling) dengan Sumbu Putar Pahat Frais Muka Tegak Lurus Permukaan Benda Kerja .................................................................. 161 Uji Kompetensi ...................................................................................................................... 165

Daftar Pustaka ............................................................................................................ 171Profil Penulis ............................................................................................................... 172

vi

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais 1

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais

1BAB

3.1 Memahami bagian-bagian mesin frais berdasarkan jenis dan fungsinya.4.1 Mengidentifikasi bagian-bagian mesin frais berdasarkan jenis dan fungsinya.3.2 Memahami handel-handel yang tersedia pada mesin untuk proses pengefraisan.4.2 Mengidentifikasi handel-handel yang tersedia pada mesin untuk pengefraisan.

Kompetensi Dasar

Teknik Permesinan Frais Kelas XII untuk SMK/MAK2

Setelah mempelajari materi ini, siswa diharapkan mampu:1. menjelaskan setiap bagian-bagian utama mesin frais,2. menjelaskan cara kerja setiap bagian-bagian utama mesin frais, dan3. menerapkan pemeliharaan terhadap bagian-bagian utama mesin frais.

Tujuan Pembelajaran

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais 3

A. Bagian-Bagian pada Mesin Frais

Mesin frais memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut:

1. Head Head merupakan tempat mekanisme motor penggerak terpasang untuk menggerakkan spindle.

2. Spindle Utama Spindle utama merupakan bagian yang terpenting dari mesin milling dan tempat untuk mencekam alat potong. Bagian tersebut merupakan bagian yang menggerakkan arbor (tempat mata pahat/cutter) yang dibagi menjadi tiga jenis sebagai berikut:a. Vertikal spindle.b. Horizontal spindle.c. Universal spindle.

3. Arbor (Poros Tempat Cutter/Pahat Frais) Arbor digunakan untuk mencekam pahat frais yang terpasang sumbu utama. Arbor juga disebut poros frais, yang berfungsi sebagai tempat kedudukan pisau frais dan ditempatkan sumbu mesin. Bentuknya panjang dan sepanjang badannya diberi alur pasak, ujungnya berbentuk tirus dan ujung lainnya berulir, dilengkapi ring penekan (collar). Arbor juga dibuat dengan bentuk yang pendek untuk pengikat pisau-pisau frais sisi. Ukurannya sesuai dengan lubang pisau frais, misalnya 22, 27, dan 23 mm atau 7/8 inch, 1 inch, dan 11/4 inch. Arbor dibuat dari baja paduan yang tahan puntiran dan bengkokan.

Gambar 1.1 ArborSumber: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Dirjen Pendidikan Menengah Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan 2013.

Materi Pembelajaran

Teknik Permesinan Frais Kelas XII untuk SMK/MAK4

4. Meja/Table Meja merupakan bagian mesin milling, yaitu tempat untuk clamping device atau benda kerja yang dibagi menjadi tiga jenis sebagai berikut:a. Fixed table. b. Swivel table. c. Compound table.

5. Motor-drive Motor-drive merupakan bagian mesin yang berfungsi menggerakkan bagian-bagian mesin yang lain seperti spindle utama, meja (feeding), dan pendingin (cooling). Mesin milling sedikitnya terdapat tiga buah motor yaitu sebagai berikut:a. Motor spindle utama.b. Motor gerakan pemakanan (feeding).c. Motor pendingin (cooling).

6. Transmisi Transmisi adalah bagian dari mesin berfungsi menghubungkan motor penggerak. Bagian yang digerakkan dibedakan menjadi dua macam yaitu sebagai berikut:a. Transmisi spindle utama.b. Transmisi feeding.

Berdasarkan sistem transmisinya, dibedakan menjadi dua macam yaitu sebagai berikut:a. Transmisi gear box.b. Transmisi v – blet.

7. Transmisi Merupakan bagian mesin untuk menopang/menahan meja mesin. bagian ini terdapat transmisi gerakan pemakanan (feeding). bagian yang terapsang column, tempat mekanisme (transmisi penggerak) pengaturan pemakanan (feed) dan menopang saddle.

8. Saddle Saddle dipasangi knee yang bergerak keluar masuk ke arah operator secara manual. Hal tersebut dengan mengatur handwheel maupun secara otomatis. Saddle digunakan untuk menopang meja.

9. Column Column merupakan badan dari mesin dan tempat menempelnya bagian-bagian mesin yang lain. Selain itu, berfungsi untuk menyokong dan menuntun knee saat bergerak vertikal.

10. Base/Dasar Base merupakan bagian bawah dari mesin milling yang menopang badan/tiang. Base merupakan landasan mesin yang terletak menyatu dengan lantai. Base juga berfungsi sebagai reservoir (penampung fluida pendingin).

11. Control

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais 5

Control merupakan pengatur dari bagian-bagian mesin yang bergerak. Ada dua sistem kontrol yaitu mekanik dan elektrik.

12. Feed Dial dan Crossfeedhandwhell Feed dial digunakan untuk mengatur gerakan meja saat pemakanan. Crossfeed handwhell digunakan untuk menggerakkan meja (meja) secara horizontal di depan column.

13. Kepala Pembagi Benda kerja dapat dipasang antara dua senter, satu senter dipasang dalam lubang dalam spindel kepala pembagi dan senter lainnya dipasang kepala lepas.

Gambar 1.2 Kepala pembagiSumber: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Dirjen Pendidikan Menengah Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan 2013.

14. Ragum (Tanggem Penjepit/Facingfixturevise) Ragum digunakan untuk menjepit benda kerja. Jenis ragum antara lain sebagai berikut.a. Ragum pelat (ragum dengan bibir pemegang) dibuat lebih kuat dari ragum biasa.

Ragum ini sangat cocok untuk mesin yang besar dan pekerjaan berat. b. Ragum universal sudut (ragum dapat diputar) dapat diputar dalam arah horizontal

dan vertikal sebesar sudut (derajat) tertentu. c. Ragum busur ragum di mana alas ragum terdapat skala indeks sudut.

Teknik Permesinan Frais Kelas XII untuk SMK/MAK6

Gambar 1.3 Jenis ragumSumber: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Dirjen Pendidikan Menengah Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan 2013.

Berikut bagian-bagian mesin frais.

Gambar 1.4 Bagian-bagian mesin fraisSumber: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Dirjen Pendidikan Menengah Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan 2013.

Keterangan: A. Lengan, untuk memindahkan arbor. B. Penyokong arbor. C. Tuas, untuk menggerakkan meja secara otomatis. D. Nok pembatas, untuk membatasi jarak gerakan otomatis. E. Meja mesin, tempat untuk memasang benda kerja dan kelengkapan mesin. F. Engkol, untuk menggerakkan meja dalam arah memanjang. G. Tuas pengunci meja. H. Baut penyetel, untuk menghilangkan getaran meja.

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais 7

I. Engkol, untuk menggerakkan meja dalam arah melintang. J. Engkol, untuk menggerakkan lutut dalam arah tegak. K. Tuas, untuk mengunci meja. L. Tabung pendukung dengan bang berulir, untuk mengatur tingginya meja. M. Lutut, tempat untuk kedudukan alas meja. N. Tuas, untuk mengunci sadel. O. Alas meja, tempat kedudukan untuk alas meja. P. Tuas untuk merubah kecepatan motor listrik. Q. Engkol meja R. Tuas, untuk mengatur angka kecepatan spindle dan pisau frais. S. Tiang, untuk mengatur turun-naiknya meja. T. Spindle, untuk memutar arbor dan pisau frais. U. Tuas untuk menjalankan mesin.

Rangkuman

Bagian-bagian utama mesin frais secara umum adalah sebagai berikut:1. Spindle utama.2. Meja/table. 3. Motor drive. 4. Tranmisi. 5. Knee. 6. Column/tiang. 7. Base/dasar. 8. Control. Setiap bagian memiliki perannya masing-masing dengan yang sangat penting untuk menunjang kerja mesin. Pemilihan jenis bagian utama mesin frais dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, baik dari hasil benda kerja yang diinginkan, cara pembuatan, dan lain-lain.

Teknik Permesinan Frais Kelas XII untuk SMK/MAK8

Uji KompetensiA. Pilihlah jawaban yang tepat!

1.

Bagian A mesin Frais berguna untuk dudukan ....a. arbor b. lengan c. pendukung d. pisau frais e. mesin

2. Pisau frais yang harus dijepit di arbor panjang adalah ....a. side and face mill b. end mill c. angle mill d. convace mill e. open mill

3. Gambar yang menunjukkan kepala lepas adalah ….a.

b.

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais 9

c.

d.

4. Berikut bagian-bagian utama mesin frais, kecuali .…a. spindle utama b. meja/table c. tranmisi d. ragum e. penjepit

5. Tempat benda kerja berada saat pengefraisan adalah .…a. spindle utama b. meja/table c. tranmisi d. ragum e. penjepit

6. Roda gigi heliks dengan z = 40 harus menggunakan kepala pembagi universal dengan lingkaran pelat pembagi adalah ... putaran.a. ½b. 2c. 1d. 3e. 1½

7. Roda gigi dengan z = 80, modul – 125, tinggi kepala = 0,6 m, mempunyai diameter roda gigi sebesar ... mm.a. 97,5 b. 101,2c. 98,5d. 102,5e. 100,0

8. Pada pembuatan roda gigi heliks, diketahui mn = 2, B = , jumlah gigi z = 30, dan = 1,25. Diameter kakinya adalah sebesar ... mm.

Teknik Permesinan Frais Kelas XII untuk SMK/MAK10

a. 55,93 b. 59,92c. 56,82d. 60,12e. 58,72

9. Roda gigi heliks mempunyai kisar heliks 750 mm dan kisar transportif mesin 6 mm, perbandingan putaran kepala pembagi (i) 40:1. Roda gigi pengganti adalah ….a. Z1 = 24 dan Z2 = 75b. Z1 = 40 dan Z2 = 60c. Z1 = 50 dan Z2 = 50d. Z1 = 60 dan Z2 = 30e. Z1 = 75 dan Z2 = 45

10. Cara pembagian pada kepala pembagi yang menggunakan roda gigi pengganti adalah pembagian .…a. sudut diferensialb. langsung c. campurand. terpisahe. sederhana

11. Bagian mesin untuk menopang/menahan meja mesin adalah ....a. knee b. seddle c. arbord. tiange. meja

12. Tempat mekanisme motor penggerak terpasang untuk menggerakkan spindle adalah ....a. spinddle utama b. headc. kneed. mejae. seddle

13. Berikut merupakan jenis ragum, kecuali .... a. datar b. universal sudut c. pelatd. busure. lurus

14. Arbor memiliki nama lain atau sebutan lain yaitu ....a. poros fraisb. poros mejac. poros bubutd. kneee. seddle

Bagian-Bagian Utama Mesin Frais 11

15. Berikut ini merupakan macam transmisi, kecuali ....a. V Belt b. spindle utama c. otomatisd. feedinge. gear box

B. Isilah titik-titik di bawah ini dengan benar!1. Pada pembuatan roda gigi lurus dengan cara diameter pitch, jika diketahui diameter

pitch 6, maka pisau gigi untuk ukuran gigi tersebut adalah ....

2. Jika batang (rack range) diketahui besar modul 2,5 mm, maka jarak antara gigi tersebut adalah .…

3. Pisau frais yang digunakan untuk roda gigi payung adalah ....

4. Bahan logam akan difrais dengan cutter dengan diameter 40 mm dan dipakai Cs = 24 m/menit. Kecepatan putar mesin yang digunakan secara teoretis adalah ….

5. Sebuah benda akan difrais menjadi segi 16 beraturan. Apabila perbandingan tranmisi antara roda gigi cacing dengan ulir cacing = 40 : 1 dan tersedia piring pembagi berlubang 20, maka putaran engkol pembaginya adalah .…

6. Guna membuat alur rata (permukaan datar) pada mesin frais, pisau frais yang digunakan adalah .…

7. Peralatan keselamatan yang paling sering digunakan saat pengoperasian mesin frais adalah .…

8. Pekerjaan yang dapat dilakukan dengan menggunakan mesin frais adalah .…

9. Pisau frais yang harus dijepit di arbor panjang adalah .…

10. Sebuah roda gigi lurus akan dibuat dengan ukuran modul = 2, jumlah gigi = 36, maka besar diameter luar roda gigi tersebut adalah .…

C. Jawablah pertanyaan berikut dengan jelas dan benar!1. Tuliskan bagian-bagian utama mesin frais!

2. Apa yang dimaksud spindle utama?

3. Tuliskan jenis transmisi frais!

4. Tuliskan tiga jenis meja frais!

5. Tuliskan jenis ragum dan jelaskan fungsinya!

Teknik Permesinan Frais Kelas XII untuk SMK/MAK12

Lembar Kerja Siswa Berbasis STEM

Perhatikan gambar di atas! Coba, diskusikan mengenai cara menggunakan setiap bagian-bagian utama mesin frais. Hasil diskusi dibuat jawabannya, kemudian tayangkan di hadapan kelompok lain. Catat segala masukan-masukan hasil diskusi dan jadikanlah untuk peningkatan dan penguatan kompetensi Anda!