44 Tabel 3.2 Kecepatan Asutan Per Gigi (Feed Per Tooth) c. Kedalaman Penyayatan (Depth of Cut) Kedalaman penyayatan yaitu jumlah kedalaman pisau frais masuk ke dalam benda kerja dalam satu kali penyayatan. Untuk beberapa jenis pisau frais, kedalaman penyayatan terjadi dalam dua arah yaitu penyayatan aksial (Axial Depth of Cut) dan kedalaman penyayatan radial (Radial Depth of Cut). Kedalaman penyayatan aksial yaitu kedalaman penyayatan yang sejajar dengan sumbu pisau frais sedangkan penyayatan radial yaitu kedalaman penyayatan yang melintang terhadap sumbu pisau frais. Kedalaman penyayatan tidak boleh terlalu besar atau terlalu kecil. Kedalaman penyayatan yang terlalu besar dapat menyebabkan pisau frais menjadi patah sedangkan kedalaman penyayatan yang terlalu kecil menyebabkan proses pengefraisan menjadi tidak efisien.
45 RANGKUMAN Fungsi utama alat potong adalah untuk menghilangkan material dari benda kerja dan membentuk permukaan serta profil yang diinginkan. Penggunaan alat potong yang tepat memiliki pengaruh signifikan terhadap hasil kerja dalam proses mesin frais. ada banyak sekali jenis-jenis pisau frais yang dapat digunakan. Masing-masing pisau frais memiliki bentuk dan fungsi yang berbeda beda. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan alat potong, seperti jenis material kerja, kondisi pemesinan, tujuan pemesinan, perawatan dan biaya. LATIHAN 1. Sebutkan macam macam pisau frais dan sebutkan fungsinya? 2. Bagaimana pengaruh alat potong mesin frais terhadap hasil pemotongan? 3. Apasaja karakteristik yang ada pada alat potong mesin frais? 4. Bagaimana cara pemasangan pisau frais?
46 BAB IV PENJEPIT BENDA KERJA (RAGUM) KERANGKA ISI TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mengikuti pembelajaran diharapkan peserta didik dapat: a. mengklasifikasi penjepit benda kerja / ragum mesin, b. menunjukkan ragum untuk penjepitan benda kerja sesuai spesifikasi benda kerja, c. menganalisa penjepit benda kerja / ragum pada meja mesin, dan d. menggunakan ragum untuk menjepit benda kerja. KERANGKA ISI
47 DESKRIPSI Ragum adalah suatu perangkat penting dalam bengkel kerja bangku. Dalam bab ini, kita akan memahami definisi ragum, fungsi-fungsi ragum, berbagai jenis ragum, teknik penggunaan ragum, serta langkah-langkah pemasangan ragum pada meja mesin frais. Pembelajaran ragum tidak hanya memperluas wawasan, tetapi juga meningkatkan kemampuan praktis dalam dunia permesinan. Dengan memahami semua aspek ini, pembaca dapat meningkatkan keterampilan mereka dan mencapai hasil kerja yang lebih presisi dan efisien dalam pekerjaan mereka sehari-hari. Bab ini memiliki keterkaitan yang erat dengan bab sebelumnya tentang alat potong mesin frais. Bab alat potong mesin frais berisikan informasi tentang jenis-jenis alat potong yang tersedia, pemilihan alat potong yang sesuai dengan bahan dan bentuk benda kerja, serta teknik penggunaannya. Biasanya, dalam proses pengefraisan, langkah pertama adalah menentukan alat potong yang sesuai untuk pekerjaan tersebut. Setelah memilih alat potong, benda kerja harus dipersiapkan dan diposisikan pada meja mesin frais. Pada meja mesin frais terdapat ragum sebagai penjepit benda kerja yang sebagaimana bagian tersebut akan dibahas pada Bab IV. Kata kunci: Ragum, tanggem, penjepit, cengkam, frais, mesin
48 MATERI PEMBAHASAN 4.1 Pengertian Penjepit Benda Kerja (Ragum/Tanggem) Ragum merupakan alat genggam yang dipasang pada meja kerja dengan dua rahang penjepit yang berfungsi untuk menahan objek kerja agar tetap di tempat atau tidak bergeser. Ragum adalah salah satu peralatan cekam yang sering digunakan dalam proses pengefraisan. Ragum dapat digunakan sebagai alat cengkam pada benda kerja yang memiliki berbagai macam bentuk seperti kotak, bulat, maupun menyudut yang dapat digunakan untuk mengefrais alur pasak, alur, permukaan datar, sudut, gigi rack, dan alur T (T slot). 4.2 Fungsi Ragum Ragum berfungsi sebagai perkakas yang digunakan untuk menjepit benda kerja agar tidak bergeser atau terlepas pada proses pengefraisan sedang berlangsung. Proses memotong, mengikir dan menggerinda akan memberikan hasil kerja yang maksimal, jika daya penjepit pada tanggem tergolong kuat. Gambar 4.1 Bagian-bagian Ragum Berikut merupakan bagian utama ragum beserta fungsinya: a. Rahang
49 Bagian rahang terdiri dari 2 bagian yaitu: 1) Rahang Tetap Bagian ini berfungsi sebagai penahan objek atau benda kerja agar tidak bergeser saat tuas pemutar diputar. 2) Rahang Geser. Bagian secara otomatis akan berputar mengikuti atau menyesuaikan dengan dimensi dari benda kerja ketika handle diputar. b. Slider Slider merupakan bagian yang terhubung langsung dengan bagian rahang geser dan bisa keluar atau masuk ke dalam bagian badan tanggem. Bagian ini berfungsi sebagai pengatur jangkauan maksimal dari rahang penjepit untuk memastikan arah geseran akan tetap lurus. c. Handle Handle atau tuas pemutar merupakan bagian yang memiliki fungsi sebagai pengatur bagian rahang geser. Rahang geser akan terbuka apabila handle diputar ke arah kiri dan jika handle diputar ke arah kanan maka rahang geser akan tertutup. d. Screw Screw atau batang ulir merupakan bagian yang berfungsi membantu slider keluar atau masuk ke dalam bagian badan ragum. Screw juga dapat memperkuat daya cengkam dari tanggem. e. Base Base atau dudukan merupakan bagian yang berfungsi dalam menjaga tanggem agar tetap berdiri kokoh. Bagian ini juga berfungsi sebagai media atau tempat pengikat antara tanggem dengan meja kerja. f. Badan Ragum Badan ragum merupakan bagian yang tidak berubah atau tetap, di mana slider akan ditempatkan di atas base. 4.3 Jenis-jenis Ragum Ada beberapa jenis ragum yang umumnya digunakan saat proses pengefraisan sedang berlangsung yaitu:
50 a. Ragum Rata Pada bagian alas ragum terdapat lubang-lubang untuk pemasangan baut pengikat di mana ukuran kepala baut mengikat ini sesuai dengan ukuran alur- T yang terdapat pada meja mesin sehingga ketika baut didekatkan maka ragum maka ragum dapat terikat dengan kokoh pada posisinya. Ragum rata hanya dapat dipasang ketika meja mesin frais berada dalam posisi yang sejajar atau membentuk sudut 90° terhadap spindel mesin. Gambar 4.2 Ragum Rata Umumnya, ragum ini digunakan sebagai penjepit benda kerja dengan bentuk yang sederhana dan biasanya hanya digunakan untuk proses pengefraisan bidang datar, bidang sejajar, dan bidang siku. b. Ragum Putar Ragum putar memiliki tampilan serupa dengan ragum rata, namun bagian alas ragu mini terpasang pada suatu dudukan yang di mana ragum dapat berputar 360˚ pada dudukan alas tersebut.
51 Gambar 4.3 Ragum Putar Pada dudukan alas ragum putar terdapat skala derajat yang memungkinkan benda kerja yang dijepit dengan ragum putar untuk diatur miring dengan sudut yang diinginkan terhadap spindel mesin. Penggunaan ragum putar tidak hanya untuk melakukan pengefraisan pada bidang rata, bidang sejajar, dan bidang siku seperti yang dapat dilakukan dengan ragum rata, tetapi juga memungkinkan pengefraisan dengan sudut miring. c. Ragum Universal (Universal Vise) Ragum universal adalah salah satu alat bantu dari mesin frais yang berbeda dari ragum sudut. Ragum sudut hanya memiliki pengatur sudut hingga 360° pada arah horizontal. Di sisi lain, ragum universal tidak hanya memiliki pengatur sudut horizontal, tetapi juga memiliki kemampuan untuk diputar atau digerakkan hingga 360°. Ragum ini juga dilengkapi dengan pengatur sudut vertikal, sehingga memungkinkan ragum ini untuk menjepit benda kerja dalam berbagai posisi.
52 Gambar 4.4 Ragum Universal Langkah-langkah dalam pemasangan ragum universal cukup sederhana, yaitu dengan menempatkan ragum pada meja mesin frais dengan menggunakan alur-T yang tersedia pada meja tersebut. 4.4 Cara Penggunaan Ragum Berikut adalah cara penggunaan ragum yang tepat. a. Memilih Tinggi Ragum yang Sesuai Cara menentukan ragum yang sesuai dengan tinggi badan anda sebagai berikut; 1) Berdiri tegak di depan ragum. 2) Letakkan kepalan tangan pada dagu. 3) Pastikan bahwa sikut berada di atas mulut, dan ketika mengayunkan lengan, pastikan bahwa sikut tidak menyentuh bibir. b. Menjepit Benda Kerja pada Ragum Ketika menjepit benda kerja dengan ragum, hindari menjepitnya terlalu tinggi, terutama jika bahan benda kerja tersebut tipis, seperti logam. Jika memungkinkan, bagian benda kerja yang keluar dari mulut ragum harus lebih kecil daripada bagian yang terjepit. Sebaiknya, gunakan pelat
53 pelapis saat menjepit benda kerja dengan ragum. Hal ini dilakukan untuk menghindari potensi kerusakan akibat tekanan gigi ragum. Pelat pelapis dapat dibuat dari berbagai jenis bahan seperti plat tipis yang rata atau plat siku, dan lain sebagainya. Gambar 4.5 Contoh Memasang Benda Kerja Pada Ragum c. Posisi Badan dan Kaki Saat menggunakan kikir, tekanan diterapkan saat mendorong kikir ke depan dengan tekanan yang seimbang dari tangan kiri, dan saat menarik kikir ke belakang, tekanan harus dilepaskan. Penting untuk dicatat bahwa kikir tidak harus diangkat dari permukaan benda kerja saat digunakan. Posisi kaki yang ideal saat mengikir adalah dengan kedua telapak kaki seolah-olah membentuk sudut sekitar 45°. 4.5 Cara Memasang Ragum Pada Mesin Frais Langkah-langkah untuk memasang ragum pada meja mesin frais adalah sebagai berikut:
54 1) Pastikan ragum berada dalam kondisi baik dan bersih. 2) Usahakan untuk memasang ragum di tengah-tengah benda kerja. Hal ini bertujuan untuk memberikan ruang kerja yang optimal. 3) Atur posisi lubang baut pengikat agar sesuai dengan alur pada meja mesin, dan kemudian kencangkan baut-baut pengikat tersebut. Sebelum baut-baut dikencangkan dengan kuat, pastikan bahwa bibir ragum sejajar dengan pergerakan meja. Untuk memeriksa kesejajaran ragum, Anda dapat mengikuti langkah-langkah berikut dengan menggunakan dial indicator: a. Ikatlah ragum dengan baut pengunci, tetapi pastikan penguncinya tidak terlalu kencang (sebelum ragum benar-benar sejajar). b. Persiapkan batang atau balok pengetes dan dial indicator stand magnitnya untuk setting kesejajaran ragum. Selanjutnya pasang batang pengetes pada ragum dan tempatkan dial indicator stand pada kolom mesin. c. Tempelkan ujung penggerak jarum (sensor) pada sisi batang pengetes. d. Gerakan atau geser meja mesin searah dengan sisi batang atau balok pengetes yang sudah terpasang pada ragum dan perhatikan selisih pergerakan sepanjang batang pengetes. e. Pukul perlahan ragum dengan palu lunak sampai jarum indicator bergerak sekitar separuh dari selisih pergerakan batang pengetes. f. Geser meja ke arah yang berlawanan dengan pergerakan awal. Jika jarum indcator masih bergerak, berarti ragum belum sejajar. g. Ulangi proses ini sampai jarum indicator tidak bergerak lagi, yang menandakan bahwa ragum sudah sejajar dengan pergerakan meja mesin.
55 h. Kencangkan baut pengikat pada ragum secara bergantian dan secara bertahap sampai baut benar-benar terkencang. Pastikan tidak mengubah posisi ragum saat mengencangkan baut.
56 RANGKUMAN Ragum, juga dikenal sebagai tanggem, adalah alat genggam yang dipasang pada meja kerja dengan dua rahang penjepit. Fungsinya adalah untuk menahan objek kerja dengan kuat selama proses pengefraisan. Ragum memiliki beberapa bagian penting, termasuk rahang tetap dan rahang geser, slider untuk mengatur jangkauan rahang, handle untuk mengendalikan rahang geser, screw untuk memperkuat daya cengkam, base sebagai dudukan, dan badan ragum yang tetap. Ada tiga jenis ragum yang umum digunakan: ragum rata, ragum putar, dan ragum universal. Ragum rata digunakan untuk menjepit benda kerja dengan bentuk sederhana, sementara ragum putar memungkinkan pengefraisan miring dan ragum universal dapat menjepit benda kerja dalam berbagai posisi. Pemilihan tinggi ragum yang sesuai dengan tinggi badan sangat penting. Saat menjepit benda kerja, perhatikan agar benda kerja tidak terlalu tinggi, terutama jika benda tersebut tipis. Gunakan pelat pelapis untuk melindungi benda kerja dari kerusakan akibat jepitan ragum. Selama penggunaan ragum, pastikan posisi badan dan kaki sesuai untuk hasil kerja yang optimal. Ketika memasang ragum pada meja mesin frais, periksa kesejajaran ragum dengan meja menggunakan dial indicator sebelum mengencangkan baut pengikat dengan kuat. Ini memastikan bahwa ragum bekerja sesuai yang diharapkan. LATIHAN 1. Bagian-bagian apa saja yang ada pada ragum? Jelaskan beserta fungsinya! 2. Bagaimanakah cara memilih ragum yang benar? 3. Sebutkan langkah-langkah dalam menjepit benda kerja! 4. Mengapa ragum sangat dibutuhkan pada proses pengefraisan? Jelaskan! 5. Ada berapa jenis ragum pada proses pengefraisan? Sebutkan dan jelaskan!
57 BAB V MENERAPKAN PROSEDUR TEKNIK PENGEFRAISAN KERANGKA ISI TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mengikuti pembelajaran diharapkan peserta didik dapat: 1. mampu menguasai pengefraisan balok segi empat, dan 2. mampu menguasai pengefraisan roda gigi lurus KERANGKA ISI
58 DESKRIPSI Pengefraisan adalah salah satu prosedur teknik yang digunakan dalam berbagai bidang, terutama dalam manufaktur dan teknik mesin. Proses ini melibatkan penggunaan mesin pemotong khusus yang disebut mesin frais untuk menghilangkan material dari sebuah benda kerja dengan menggerakkan pisau frais (end mill) secara rotasi. Pisau frais ini memiliki gigi-gigi tajam yang digunakan untuk memotong atau mengukir benda kerja dengan presisi tinggi. Pengefraisan digunakan dalam pembuatan berbagai komponen, seperti gigi-gigi roda gigi, alur, permukaan datar, dan bentuk kompleks lainnya pada berbagai jenis material, termasuk logam, plastik, dan kayu. Bab ini memiliki keterkaitan bab yang erat dengan bab-bab sebelumnya, baik dalam pekerjaan yang menggunakan mesin frais, pemotongan dengan mesin frais, dan penjepit benda kerja pada mesin frais. Semua pekerjaan tersebut berhubungan dengan pekerjaan teknik pengefraisan. Kata kunci: Prosedur, teknik, mesin, frais, roda, gigi
59 MATERI PEMBAHASAN 5.1 Pengefraisan Balok Segi Empat a. Persiapan pengefraisan segi empat Sebelum melakukan pengefraisan, perlu adanya beberapa persiapan yang harus dilakukan, persiapan tersebut yaitu: 1. Proses penyetingan alat potong Proses penyetingan alat potong disesuiakan dengan jenis mesin frais yang digunakan. Jika menggunakan mesin frais vertikal maka alat potong yang digunakan adalah endmill atau shell mill, jika menggunakan mesin frais horizontal maka alat potong yang digunakan adalah slab mill. 2. Proses penjepitan benda kerja pada meja mesin frais Proses penjepitan benda kerja bisa dilakukan dengan beberapa cara, antaralain: penjepitan ragum secara langsung, pemasangan parallel block, penjepitan dengan klem. b. Proses pengefraisan segi empat 1. Pengefraisan Rata Sejajar dan Siku Arah Mendatar (Horizontal) Dalam melakukan pemotongan mendatar, jenis mesin yang digunakan yaitu mesin frais horizontal. Pisau yang digunakan yaitu jenis pisau frais mantel. Berikut ini langkah-langkah pengefraisan rata dengan posisi mendatar: 1) Siapkan perlengkapan mesin yang diperlukan meliputi ragum mesin,arbor,dan satu set kollar (ring arbor) dengan diameter lubang sama dengan diameter lubang alat potong yang akan digunakan berikut kelengkapan lainnya. 2) Majukan lengan (Gambar 5.1a) dan lepaskan pendukung arbor( Gambar 5.1b).
60 Gambar 5.1 Pemasangan Arbor 3) Bersihkan lubang dan arbor bagian tirusnya (Gambar 5.2). Gambar 5.2 Membersihkan Bagian Tirus 4) Pasang arbor pada spindel mesin dan ikat arbor dengan memutar mur pengikat dibelakang bodi mesin (Gambar 5.3). Gambar 5.3 Mengikat Arbor 5) Pasang pisau (cutter) dan ring arbor (kollar) pada arbor (Gambar 5.4a), posisi pengikatan yang benar dan (Gambar 5.4b), posisi pengikatan yang salah apabila yang digunakan pisau mantel helik kiri.
61 (a) (b) Gambar 5.4 Pemasangan Cutter dan Kollar 6) Pasang pendukung arbor (support) pada lengan mesin dengan posisi tidak jauh dari pisau dan ikat dengan kuat (Gambar 9.5). Gambar 5.5 Pemasangan Pendukung Arbor 7) Selanjutnya pasang ragum pada meja mesin frais pada posisi kurang lebih ditengah-tengah meja mesin agar mendapatkan area kerja yang maksimal. 8) Lakukan pengecekan kesejajaran ragum. Apabila jenis pekerjaannya tidak dituntut hasil kesejajaran dengan kepresisian yang tinggi, pengecekan kesejajaran ragum dapat dilakukan dengan penyiku (Gambar 5.6a). Apabila hasil kesejajarannya dituntut dengan kepresisian yang tinggi, pengecekan kesejajaran ragum harus dilakukan dengan dial indicator (Gambar 5.6b).
62 (a) (b) Gambar 5.6 Pengecekan Kesejajaran Ragum 9) Pasang benda kerja pada ragum dengan diganjal paralel pad di bawahnya (Gambar 5.6a). Untuk mendapatkan pemasangan benda kerja agar dapat duduk pada paralel dengan baik, sebelum ragum dikencangkan dengan kuat, pukul benda dengan keras secara pelan-pelan dengan palu lunak (Gambar 5.6b). (a) (b) Gambar 5.7 Pemasangan Benda Kerja 10) Selanjutnya lakukan setting nol untuk persiapan melakukan pemakanan dengan cara menggunakan kertas (Gambar 5.8). Untuk jenis pekerjaan yang tidak dituntut hasil dengan kepresisian tinggi, batas kedalaman pemakanan dapat diberitanda dengan balok penggores (Gambar 5.8). Gambar 5. 8 Setting Nol Diatas Permukaan Kerja Dengan Kertas
63 Gambar 5.9 Penandaan Kedalaman Pemakanan 11) Atur putaran dan feeding mesin sesuai dengan perhitungan atau melihat table kecepatan potong mesin frais. 12) Selanjutnya, lakukan pemakanan dengan arah putaran searah jarum jam bila pisau yang digunakan arah mata sayatnya helik kiri (Gambar 5.10). Pemakanannya dapat dilakukan secara manual maupun otomatis Gambar 5.10 Proses Pemotongan Benda Kerja 13) Dalam menggunakan nonius ketelitian yang terletak pada handel mesin,pemutaran roda handel arahnya tidak boleh berlawanan arah dari setting awal karena akan menimbulkan kesalahan setting yang akan mengakibatkan hasil tidak presisi.(Gambar 5.11) menunjukan pengunaan nonius ketelitian pada handel mesin frais.
64 Gambar 5.11 Pemutaran Pemakanan c. Pemotongan Rata Sejajar dan Siku Arah Tegak (Vertikal) Untuk mengefrais bidang rata dapat digunakan shell endmill cutter (Gambar 5.12) dengan cara yang sama, tetapi menggunakan mesin frais tegak. Namun, untuk mesin frais universal dapat juga digunakan untuk mengefrais rata pada sisi benda kerja, yaitu stub arbor dipasang langsung pada spindel mesin. Gambar 5.12 Proses Pengefraisan Bidang Rata Dengan Shell Endmill Cutter 5.2 Roda Gigi Lurus dan Cara Pengefraisannya 5.2.1 Fungsi Roda Gigi Roda gigi merupakan batang bulat yang mempunyai gigi-gigi hasil dari pemotongan. Roda gigi dipasangkan pada sebuah poros yang akan mentransmisikan gerak tersebut kepada poros kedua dan selanjutnya. Roda gigi dapat pula digunakan untuk merubah arah putaran/gerakan, meningkatkan kecepatan artau menurunkan kecepatan.
65 Berbagai macam bentuk roda gigi dapat dibedakan berdasarkan posisi poros antara roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan. 1. Poros sejajar (roda gigi lurus, roda gigi helik , roda gigi helik ganda, roda gigi dalam, roda gigi rack dan pinion) 2. Poros yang berpotongan (cacing dan roda cacing, roda gigi helik) 3. Untuk poros yang bersinggungan (roda gigi payung/konis) 5.2.2 Macam-Macam Roda Gigi a. Roda gigi lurus Roda Gigi Lurus umumnya digunakan untuk mentransfer putaran antara dua poros yang sejajar satu sama lain. Gigi-gigi pada roda gigi ini memiliki bentuk lurus dan sejajar dengan poros yang mereka hubungkan. Jika kita memasangkan dua roda gigi dengan ukuran yang berbeda, yang lebih besar disebut sebagai gear dan yang lebih kecil disebut pinion. Biasanya, roda gigi lurus digunakan untuk aplikasi dengan kecepatan rendah hingga menengah. Contoh penggunaannya meliputi roda gigi pemindah pada mesin bubut, mesin frais, roda gigi untuk perpindahan cepat pada gearbox, starter pinion pada motor, dan winch manual untuk menggerakkan beban berat. Keuntungan utama dari penggunaan roda gigi ini adalah pembuatannya yang sederhana dan kemampuan mereka untuk menangani perbedaan posisi poros dengan baik. Gambar 5. 13 Roda Gigi Lurus
66 b. Roda Gigi Helik Roda gigi helik dapat digunakan untuk menghubungkan poros yang sejajar atau untuk poros yang menyudut. Gigi-gigi penyusunnya dibuat menyudut dengan poros roda gigi. Roda gigi ini dipakai untuk menguhubungkan poros yang sejajar, atau pada kecepatan yang tinggi. Contoh penggunaannya seperti pada gearbox (synchromesh), valve timing gears. Beberapa keuntungan menggunakan roda gigi helik anatar lain: 1) Roda gigi helik dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi daripada pada roda gigi lurus 2) Roda gigi helik lebih mudah pengoperasiannya daripada roda gigi lurus 3) Perbedaan senter dapat diatur sesuai dengan sudut gigi 4) Roda gigi helik lebih kuat daripada rodagigi lurus Namun demikian kelemahannya adalah pembuatan roda gigi helik lebih mahal daripada pembuatan roda gigi lurus. c. Roda Gigi helik Ganda (Herringbone Gears) Roda gigi helik ganda adalah jenis roda gigi helik yang memiliki dua alur gigi dengan sudut yang berlawanan. Roda gigi ini digunakan ketika porosnya sejajar, dibutuhkan kecepatan sangat tinggi, atau dalam pemotongan yang kasar (berat). Roda gigi dalam adalah jenis roda gigi di mana gigi-giginya dipotong di bagian dalam silinder dan memerlukan pasangan berupa roda gigi lurus kecil yang diletakkan di dalamnya. Roda gigi ini digunakan Gambar 5.14 Roda Gigi Helik
67 Gambar 5.16 Roda Gigi Rack dan Pinion ketika sumbu berada dalam posisi sejajar, tetapi jarak antara pusatpusatnya terlalu kecil untuk memungkinkan pemasangan roda gigi biasa d. Roda Gigi Rack dan Pinion Roda gigi rack adalah jenis roda gigi yang memiliki gigi-gigi yang dipotong secara lurus. Bagian yang menggerakkannya disebut pinion. Roda gigi ini digunakan untuk mengubah gerakan putaran menjadi gerakan lurus. Pinion biasanya memiliki jumlah gigi yang lebih sedikit dan ukuran yang lebih kecil, baik dengan gigi lurus maupun gigi helik. Contoh penggunaan rack dan pinion termasuk pada mekanisme penggerak meja mesin bubut, pengatur kecepatan pada mesin planning, dan pengatur ketinggian pada mesin bor. e. Roda Gigi Cacing Roda gigi cacing memiliki gigi yang dipotong secara miring, mirip dengan roda gigi helik, dan dipasangkan dengan ulir yang disebut ulir cacing. Roda gigi ini umumnya digunakan untuk mengurangi kecepatan. Selama pengoperasian, roda gigi ini akan mengunci dirinya sendiri, Gambar 5.15 Roda Gigi Helik Ganda
68 Gambar 5.18 Roda Gigi Rack Panjang mencegah putaran mundur. Keuntungan utama dari roda gigi ini adalah dengan memberikan input yang minimal, output dengan kekuatan maksimal dapat dihasilkan. Roda gigi cacing sering digunakan pada aplikasi dengan kecepatan tinggi yang memerlukan reduksi kecepatan yang signifikan. f. Roda Gigi Payung/Konis Jika diperlukan untuk mentransfer daya pada posisi poros yang bersinggungan (intersection), roda gigi payung adalah pilihan yang tepat. Contohnya, roda gigi ini digunakan pada drill chuck, jalur vertikal pada mesin planning, mekanisme pengatur langkah pada mesin skrap, dan pengatur arah pada mesin bor pekerjaan berat. Biasanya, pasangan roda gigi payung membentuk sudut 90 derajat, tetapi dalam situasi tertentu, pasangan roda gigi payung dapat dibuat dengan sudut yang lebih besar atau lebih kecil dari 90 derajat. Gambar 5.17 Roda Gigi Cacing
69 5.2.3 Sistem Standar Roda Gigi Roda gigi lurus dapat dibuat di mesin frais. Untuk membuat roda gigi pada mesin frais diperlukan pisau frais yang sesuai dengan standar dari gigi (roda gigi) yang dibuatnya. Sistem standar pembuatan roda gigi ada dua yaitu: a. Sistem Modul Sistem modul digunakan di berbagai negara yang cenderung menggunakan satuan metris seperti Belanda, Jerman dan Jepang. Hal ini tyertuang dalam standar NEN 1629 dan standar DIN 780 dan JIS B 1701 -1973. Demikian juga ISO yang mengacu pada standar metris. Modul merupakan kependekan dari kata modulus yaitu suatu perbandingan antara diameter jarak bagi dari suatu roda gigi dengan jumlah giginya. Jika roda gigi mempunyai ukuran diameter jarak bagi D dalam satuan mm dengan jumlah giginya z buah gigi, maka modulusnya adalah: m = D/Z Keterangan: D = diameter jarak bagi, mm Z = jumlah gigi dari roda gigi m = modul Dari suatu roda gigi yang mempunyai jumlah gigi z buah, dengan jarakbusur antara giginya t (mm), maka satu keliling roda gigi tersebut adalah (t x z). sedangkan kita ketahui bahwa satu keliling lingkaran roda gigi yang berdiameter D mm mempunyai keliling (π x D). dengan demikian dapat ditulis: Π D = t x z D/Z = t/Z =m
70 M = t/ Π Modul ini selanjutnya digunakan sebagain standar untuk menentukan ukuran-ukuran pisau frais pada pembuatan roda gigi standar. Harga atau nilai standar yang telah diterbitkan Jepang dengan standar JIS B 1701 -1973 terdiri atas tiga seri. yang tercantum dalam Tabel berikut: Tabel 5.1 Modul standar JIS B 1701-1973 (Sumber: (Rahdiyanta, t.t.) Tabel 5.2 Modul standar NEN 1630 (Sumber: (Rahdiyanta, t.t.) Seri Nilai-nilai modul m dalam satuan mm Seri 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1 1,25 1,5 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 - - - Seri 2 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,7 0,75 0,9 1,75 2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7 9 11 14 18 22 28 36 45 - - - - - Seri 3 0,65 3,25 3,75 6,45 - - - Nilai-nilai modul m yang dianjurkan(mm) 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1 1,25 1,5 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20
71 Tabel 5.3 Modul standar DIN 780 (Sumber: (Rahdiyanta, t.t.) Nilai-nilai modul m yang dianjurkan(mm) 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 42 45 50 55 60 65 70 75 - - - - b. Sistem diametral pitch dan circular pitch Sistem diametral pitch dan circular pitch digunakan di sebagian negara Amerika dan Eropa yang menggunakan sistem satuan inchi. Diametral pitch adalah perbandingan dari jumlah gigi dengan ukuran diameter jarak bagi yang mempunyai satuan inchi. Jika jumlah gigi dari roda gigi adalah z buah dengan ukuran diameter jarak bagi D dalam satuan inchi, maka diametral pichnya adalah: Dp = z/ D’ Circular pitch (Cp) yaitu jarak antara gigi dalam satuan inchi. Jika diameter lingkaran jarak bagi mempunyai ukuran D dalam satuan inchi dengan jumlah gigi z buah gigi, maka circular pitchnya adalah: Cp = phi.D’/z (inch) Keterangan:
72 Dp = Diametral pitch D = Diameter jarak bagi dalam satuan inchi Cp = Circular pitch dalam satuan inchi Z = Jumlah gigi c. Hubungan antara sistem modul dengan system diametral pitch dan circular pitch. Tabel berikut merupakan hubungan antara sistem modul dengan diametral pitch dan circular pitch. Tabel 5.4 Sistem Modul Dengan Diametral Pitch dan Circular Pitch (Sumber: Rahdiyanta,t.t.) 5.2.4 Bentuk Gigi Inovolut Roda gigi adalah komponen yang digunakan untuk mentransfer atau menerima gerakan dari atau ke komponen bergigi lain dengan menggabungkan pasangan gigi dari kedua sisi secara berurutan. Agar perpindahan gerak ini dapat berlangsung dengan lancar tanpa gesekan yang Modul Diametral Pitch Circular Pitch Satuam mm Satuan inchi 0,3 84,667 0,943 0,0371 0,6 42,333 1,885 0,0742 1 25,400 3,142 0,1237 2 12,700 6,283 0,2474 3 8,466 9,425 0,3711 4 6,350 12,566 0,4947 6 4,233 18,850 0,7421 8 3,175 25,132 0,9895 10 2,540 31,420 1,2368
73 merugikan, profil gigi dibuat mengikuti bentuk garis lengkung yang dikenal sebagai involute. Profil gigi ini terbentuk oleh dua involute yang berlawanan arah, sehingga pasangan roda gigi dapat berputar ke kedua arah. Saat gigi mulai bersinggungan, terbentuk garis kontak sepanjang lebar gigi. Ketika pasangan roda gigi berputar, pada penampangnya akan terlihat titik kontak yang mengikuti garis lurus. Garis tersebut disebut sebagai garis aksi (line of action), yang merupakan garis sentuhan antara kedua lingkaran dasar. Melalui garis aksi ini, gaya atau tekanan diteruskan oleh pasangan gigi sepanjang jarak kontak. Oleh karena itu, sudut antara garis aksi dan garis yang tegak lurus terhadap garis yang menghubungkan kedua pusat roda gigi disebut sebagai sudut tekan. 5.2.5 Bagian-Bagian Utama Roda Gigi Lurus Beberapa bagian utama dari roda gigi lurus adalah: a. Lingkaran dasar (base circle) merupakan lingkaran semu dengan diameter yang merupakan dasar pembentukan involute. b. Lingkaran referensi (reference circle) merupakan lingkaran semu dengan diameter d dimana kelilingnya merupakan hasil kali dari pitch dengan jumlah gigi c. Pitch merupakan panjang busur pada lingkaran referensi diantara dua involut yang berurutan. P = π m d. Modul merupakan parameter yang menentukan jumlah gighi bagi suatu lingkaran referensi yang tertentu. e. Sudut tekan (pressure angle) merupakan sudut terkecil antara garis normal pada involut dengan garis singgung pada linmgkaranreferensi di titik potong antara involut dengan lingkaran referensi. Menurut standar ISO sudut tekan berharga 20 0 f. Tebal gigi (tooth thickness) merupakan panjang busur pada lingkaran referensi diantara dua buah sisi pada satu gigi. g. Jarak gigi merupakan panjang busur pada lingkaran referensi diantara
74 dua sisi gigi yang bersebrangan h. Adendum merupakan jarak radial antara lingkaran puncak dengan lingkaran referensi i. Dedendum merupakan jarak radial antara lingkaran referensi dengan lingkaran kaki j. Tinggi gigi merupakan jarak radial antara lingkaran puncak dengan lingkaran kaki lebar gigi merupakan jarak antara kedua tepi roda gigi yang diukur pada permukaan referensi. 5.2.6 Perhitungan Roda Gigi Lurus Perhitungan roda gigi lurus akan meliputi ukuran-ukuran yang tercantum dalam bagian-bagian utama roda gigi. Perhitungan-perhitungan tersebut secara rinci dapat disajikan dalam Tabel berikut: Tabel 5.5 Perhitungan Roda Gigi Lurus (Sumber: Rahdiyanta, t.t.)
75 5.2.7 Pengefraisan Roda Gigi Lurus Untuk pengefraisan roda gigi lurus diperlukan langkah-langkah tertentu agar pembuatan roda gigi yang dikerjakan pada mesin fraissesuai dengan rencana yang ditentukan. Langkah-langhkah pembuatan roda gigi lurus akan meliputi: 1. Penyiapan Benda Kerja Pengefraisan roda gigi lurus dapat dilakukan pada benda kerja dengan poros menyatu (solid shaft gear blank) maupun benda kerja tanpa poros (hollow gear blank). Proses pembuatan roda gigi merupakan kelanjutan dari pekerjaan bubut terutama dalam menbuat bahan dasarnya (blank). Oleh karena itu diperlukan langkah cermat dalam menyiapkan bahan dasar melalui proses bubut. a. Penyiapan Bahan Roda Gigi Solid Dalam proses pembubutan ini faktor penting yang harus diperhatikan adalah: 1) Telitilah kelurusan senter kepala tetap dan kepala lepas, 2) Pastikan center kepala tetap dan kepala lepas bersih agar didapat hasilbubutan yang silindris.
76 b. Penyiapan Bahan Roda Gigi Tanpa Poros (Hollow gear blank) Gambar 5.19 Gigi Poros Tanpa Poros Pada operasionalnya blank ini memerlukan mandrel untuk pengefraisannya. Oleh karena itu pengecekan terhadap konsentrisitas harus dilakukan dengan cermat c. Penentuan diameter bahan awal Faktor penting yang tidak boleh dilupakan dalam pembuatan bahan awal roda gigi adalah penentuan ukuran diameter. Dalam hal ini penentuan diameter bahan awal mengikuti beberapa rumusan yang telah dikemukakan pada bagian-bagian utama roda gigi. 1) Untuk metric Jika jumlah gigi dinyatakan dengan z dan modul dinyatakan dengan m,maka dapat ditentukan beberapa dimensi berikut: Diameter pitch = z x m Addendum = 1 x m Diameter luar (diameter bahan awal) = (z x m) + (2 x m) = (z + 2) x m Contoh: Tentukan diameter bahan awal roda gigi lurus dengan jumlah gigi 25 dan modul 3 a. Solid b. Tanpa poros
77 Penyelesaian: Diameter bahan awal = (z + 2) m = (25 + 2) 3 = 27 x 3 = 81 mm 2) Untuk sistem diametral pitch Penentuan diameter luar (diameter bahan awal) ditentukan oleh jumlahgigi dan diametral pitch-nya. Selain penentuan diameter luar ukuran lain yang perlu ditetapkan adalah lebar dan ukuran untuk pelek ditambah tinggi gigi (k + h). Untuk pembuatan roda gigi lurus dapat digunakan mesin frais horizontal, vertikal maupun universal. Mesin tersebut harus dilengkapi dengan beberapa kelengkapan antara lain: a) Pisau frais dengan modul yang sama dengan modul giginya. b) Alat-alat penjepit, klem dan alat-alat pembawa. c) Alat-alat ukur, jangka sorong, jangka bengkok, penyiku dan lainnya. d) Blok gores dan semacamnya. 2. Pemasangan Benda Kerja Dalam pengefraisan roda gigi lurus, pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan menjepit benda kerja diantara dua senter kepala pembagi dan kepala lepas yang dilengkapi dengan pelat pembawa, dapat pula dilakukan dengan cara benda kerja dijepit dengan cekam rahang tiga yang dipasang pada poros kepala pembagi. 3. Pemilihan, pemasangan dan pensetingan pisau frais a. Pemilihan Pisau Frais
78 Dua faktor harus dipertimbangkan dalam memilih pisau frais yaitu: a) Ukuran gigi ditentukan dengan system metric atau system diametral pitch. b) Bentuk gigi yang Digunakan. Praktisnya jika roda gigi akan dibuat dengan jumlah gigi besar maka ukuran diameter luar bahan dasar juga semakin besar dan pisau makin dalam pemakananya. Tetapi bila jumlah gigi sedikit maka ukuran diameter luar bahan dasar juga lebih kecil dan bekas pemakanan lebih tajam. Adalah tidak praktis untuk mengganti pisau untuk tiap ukuran roda gigi. Maka dibuat seri pisau yang dapat dipakai untuk pembuatan roda gigi dengan berbagai ukuran sebagaimana ditampilkan dalam Tabel di bawah ini: Tabel 5.6 Seri Pisau Roda Gigi (Sumber: Rahdiyanta, t.t.) Seri Pisau Jumlah gigi yang akan difrais No 1 No 2 No 3 No 4 No 5 No 6 No 7 No 8 135 ke atas 55 sampai 134 35 sampai 54 26 sampai 34 21 sampai 25 17 sampai 20 14 sampai 16 12 sampai 13 b. Pemasangan Pisau Frais Pisau frais harus dipasang secara mantap pada spindle utama mesin frais. Kebersihan, kerusakan pisau harus di teliti
79 terlebih dahulu sebelum dipasang agar pisau nantinya dapat berputar tanpa adanya gangguan-gangguan. Kesalahan pemasangan pisau dapat berakibat hasil pengefraisan yang tidak sesuai dengan harapan. Untuk pengefraisan roda gigi lurus, pisau frrais dapat di pasangkan pada arbor panjang. Cara pemasangan pisau ini lihat pada bab pemasangan pisau c. Pensetingan Pisau Frais Dalam pembuatan roda gigi lurus, posisi pisau memegang peran yang sangat berarti dalam menentukan keberhasilan proses. Pemasangan pisaufrais harus tegaklurus terhadap sumbu poros dan sumbunya satu garis dengan sumbu benda kerja. 4. Penentuan kedalaman pemotongan Kedalaman pemotongan harus ditentukan dan merupakan bahan pertimbangan dalam menseting pisau frais. Pada umunya kedalaman pemotongan untuk system modul dan Diametral pitch dapat dihitung sebagai berikut: Kedalaman Pemotongan = 2,25 x modul Sedangkan untuk system diametral pitch: Kedalaman Pemotongan = 2,157/DP Cara menseting kedalaman pemotongan: a) Gerakkan meja hingga benda kerja yang telah dicekam pada tempat yang akan disayat berada pada posisi tengah di bawah pisau. b) Tempelkan kertas tipis yang telah dibasahi pada permukaan benda kerja c) Hidupkan mesin hingga pisau frais berputar dan siap menyayat d) Dekatkan benda kerja menuju pisau frais hingga menyentuh kertas tipis. e) Bila pisau telah menyentuh kertas tipis, hentikan mesin dan seting lah ukuran pada angka nol
80 f) Bebaskan benda kerja dengan menggerakkan lurus dan naikkan sesuai jeda laman yang disyaratkan g) Lakukan pemakanan hingga tercapai kedalaman yang ditentukan. 5. Penentuan pembagian dengan kepala pembagi Penggunaan kepal pembagi ditentukan oleh jumlah gigi nyang akandi frais. Penentuan pembagian dengan kepala pembagi dapat dilakukan dengan cara pembagian langsung maupun tidak langsung. Untuk pembagian langsung dapat dihitung dengan rumus N= 40/z Sedangkan untuk pembagian tidak langsung dihitung dengan: N= 40/z U= (zl-z) 40/zl Selain penentuan putaran tersebut langkah-langkah penggunaan kepala pembagi paling tidak meliputi hal-hal di bawah ini: a. Telitilah kelurusan kesenteran kepala pembagi dan kepala lepasdengan dial indikator dan bantuan mandrel. b. Pasang benda kerja diantara dua senetre dan kencangkan kepala lepas. c. Kencangkan dan usahakan backlash tidak terjadi dan mengganggu proses pengefraisan. d. Hitunglah pembagian dengan kepala pembagi untuk membuat gigi yang ditentukan. e. Kencangkan benda kerja dean siap untuk disayat.
81 RANGKUMAN Prosedur Pengefraisan Balok Segi Empat Sesuai SOP langkah langkah nya sebagai berikut yang pertama ada Persiapan yang di dalam nya ada dua hal yang di lakukan. pertama Proses penyetingan alat potong disesuiakan dengan jenis mesin frais yang digunakan. kedua Proses penjepitan benda kerja bisa dilakukan dengan beberapa cara, antara lain : penjepitan ragum secara langsung, pemasangan parallel block, penjepitan dengan klem. Proses berikutnya adalah Pengefraisan Rata Sejajar dan Siku Arah Mendatar (Horizontal) di dalam nya meliputi menyiapkan alat-alat dan bahan yang akan digunakan dan proses Pengefraisan di lakukan sesuai prosedur yang sudah tertulis. Pengefraisan menggunakan mesin sesuai dengan yang dibutuhkan. Roda gigi dapat dibedakan berdasarkan posisi poros antara roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan. a) Poros sejajar (roda gigi lurus, roda gigi helik , roda gigi helik ganda, roda gigi dalam, roda gigi rack dan pinion). b) Poros yang berpotongan (cacing dan roda cacing, roda gigi helik). c) Untuk poros yang bersinggungan (roda gigi paying/konis). Langkah-langkah pembuatan roda gigi lurus dan Rack akan meliputi: a) Penyiapan benda kerja termasuk penentuan dimensi. b) Pemasangan Benda kerja. c) Pemilihan, pemasangan dan setting pisau frais. d) Penentuan pembagian dengan kepala pembagi. e) Pemotongan. LATIHAN 1. Lakukan Pengamatan di bengkel atau industri. tulis dan jelaskan berbagai macam roda gigi serta penggunaannya pada peralatan-peralatan pemesinan! 2. Ada berapa cara proses penjepitan benda kerja pada meja mesin frais? sebutkan dan jelaskan!
82 3. Jika kita ingin mengefrais benda rata sejajar menggunakan mesin frais horizontal dan … 4. Pada mesin frais ada cutter yang bernama shell endmill cutter yang berfungsi untuk …
83 DAFTAR PUSTAKA Amanah. (2018, Juni). KIKD Teknik Pemesinan Frais SMK Kurikulum 2017. Retrieved from adhimarwan: https://adhimarwan.blogspot.com/2018/06/kikd-teknikpemesinan-frais-smk.html Furqoni, M. R. (2022, September 5). Bagian-bagian Mesin Frais. Retrieved from teknikece: https://teknikece.com/mesin-frais/bagian-mesin-frais/ Furqoni, M. R. (2022, Juni 27). Jenis Pisau Frais. Retrieved from teknikece: https://teknikece.com/mesin-frais/pisau-frais/jenis-pisau-frais Gunanto, A., & Pramono, J. (2019). Teknik Pemesinan Frais. Yogyakarta: Penerbit ANDI. Hakim, M. L. (2014, Mei 18). Ragum (Vise) - Pengertian dan Penjelasan Tentang Alat Kerja Bangku Mesin. Retrieved from muchammadlutfihakim: https://www.muchammadlutfihakim.com/2014/05/ragum-vise-pengertian-danpenjelasan.html Kautsar. (2018, November 1). Modul Teknik Pemesinan Frais 1. Retrieved from scribd: https://www.scribd.com/document/392136608/Modul-Teknik-Pemesinan-Frais1-FINAL-EDIT-SYAHRIL-10042015-docx Mechanical 40. (2021, Januari 19). Parameter Pemotongan Mesin Frais. Retrieved from mechanical40: https://mechanical40.blogspot.com/2021/01/parameterpemotongan-mesin-frais.html Rahdiyanta, D. (n.d.). Proses Frais. Retrieved from staffnew: https://staffnew.uny.ac.id/upload/131569341/pendidikan/proses-fraiskelengkapan-mesin-frais.pdf Rezzadian, M. (2021, Maret 24). C3-3 Teknik Pemesinan Frais. Retrieved from scribd: https://www.scribd.com/document/500057880/C3-3-Teknik-Pemesinan-Frais Ridwan, M. (2018, Oktober 13). Bahan Ajar Frais. Retrieved from scribd: https://www.scribd.com/document/390752371/Bahan-Ajar-Frais
84 Sumbodo, W., Pambudi, A., Komariyanto, Anis, S., & Widayat, W. (2008). Teknik Produksi Mesin Industri Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Unknown. (2019, Juni). Jenis Pisau/Pahat Mesin Frais dan Fungsinya. Retrieved from etsworlds: https://www.etsworlds.id/2019/06/jenis-pisaupahat-mesin-fraisdan.html Unknown. (2020, Desember 18). Jenis-jenis Pisau Frais. Retrieved from keluargasepuh86: https://keluargasepuh86.blogspot.com/2020/12/jenis-jenispisau-frais.html Unknown. (2020, Mei). Soal dan Pembahasan Ulangan Harian Teknik Pemesinan Frais Kelas XI. Retrieved from teknikpemesinan: https://www.teknikpemesinan.com/2020/05/Soal-dan-Pembahasan-UlanganHarian-Teknik-Pemesinan-Frais-Kelas-XI-KD-3-3-Memahami-mesin-mesinfrais-untuk-jenis-pekerjaan-tertentu-yang-disyaratkan.html Unknown. (n.d.). Bagian-bagian Utama Mesin Frais. Retrieved from ptm-production: https://ptm-production.blogspot.com/2015/06/bagian-bagian-utama-mesinfrais.html# Unknown. (n.d.). Mesin Frais Vertikal: Pengertian, Cara Kerja, Jenis dan Fungsinya. Retrieved from caramesin: https://caramesin.com/mesin-frais-vertikal/ Unknown. (n.d.). Proses Frais (Milling). Retrieved from staffnew: https://staffnew.uny.ac.id/upload/131569341/pendidikan/teori-pemesinan-dasarproses-fraiss-milling.pdf
85