PARAMETER PEMOTONGAN PADA PROSES PENGEFRAISAN

Yang dimaksud dengan parameter pemotongan pada proses pengefraisan adalah, informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang mendasari teknologi proses pemotongan/penyayatan pada proses pengfraisan. Parameter pemotongan pada mesin frais meliputi: kecepatan potong (Cutting speed/ Cs), kecepatan putaran mesin (Revolution Permenit/Rpm), kecepatan pemakanan (Feed/ F) dan waktu proses pemesinannya.

a.       Kecepatan potong (Cutting speed/ Cs)

Yang dimaksud dengan kecepatan potong (Cs) adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang/waktu (meter/menit atau feet/menit). Pada gerak putar seperti pada mesin frais, kecepatan potongnya (Cs) adalah: Keliling lingkaran benda kerja (π.d) dikalikan dengan putaran (n). atau: Cs = π.d.n meter/menit.

Keterangan:

d : diameter alat potong (mm)

n : putaran mesin/benda kerja (putaran/menit - Rpm) π : nilai konstanta = 3,14

Kecepatan potong untuk berbagai macam bahan teknik yang umum dikerjakan pada proses pemesinan, sudah teliti/diselidiki para ahli dan sudah patenkan pada tabel kecepatan potong, sehingga dalam penggunaannya tinggal menyesuaikan antara jenis bahan yang akan difrais dan jenis alat potong yang digunakan. Sedangkan untuk bahan-bahan khusus/spesial, tabel kecepatan potongnya dikeluarkan oleh pabrik pembuat bahan tersebut.

Pada tabel kecepatan potong (Cs) juga disertakan jenis bahan alat potongnya. Pada umumnya bahan alat potong dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu HSS (High Speed Steel) dan karbida (carbide). Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa, dengan alat potong yang jenis bahannya dari karbida, kecepatan potongnya lebih cepat jika dibandingkan dengan alat potong yang jenis bahannya dari HSS (Tabel 5.1).

Tabel 2.4 Kecepatan potong bahan
Bahan	PisauFrais HSS		Pisau Frais Karbida
	m/men	Ft/min	M/men	Ft/min
Baja lunak(Mild Steel)	18 – 21	60 – 70	30 – 250	100 – 800
Besi Tuang(Cast Iron)	14 – 17	45 – 55	45 - 150	150 – 500
Perunggu	21 – 24	70 – 80	90 – 200	300 – 700
Tembaga	45 – 90	150 – 300	150 – 450	500 – 1500
Kuningan	30 – 120	100 – 400	120 – 300	400 – 1000
Aluminium	90 - 150	300 - 500	90 - 180	600
b.   Kecepatan Putaran Mesin Frais (Revolotion Per Menit/ Rpm) Yang dimaksud kecepatan putaran mesin frais adalah, kemampuan kecepatan putar mesin frais untuk melakukan pemotongan atau penyayatan dalam satuan putaran/menit. Maka dari itu untuk mencari besarnya putaran mesin sangat dipengaruhi oleh seberapa besar kecepatan potong dan keliling benda kerjanya. Mengingat nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku, maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerjanya. Dengan demikian rumus dasar untuk menghitung putaran mesin frais adalah: Cs = π.d.n Meter/menit Karena satuan kecepatan potong (Cs) dalam meter/menit sedangkan satuan diameter benda kerja dalam milimeter, maka satuannya harus disamakan terlebih dahulu yaitu dengan mengalikan nilai kecepatan potongnya dengan angka 1000 mm. Maka rumus untuk putaran mesin menjadi: Keterangan: d          : diameter alat potong (mm) Cs         : kecepatan potong (meter/menit) π : nilai konstanta = 3,14 Contoh soal 1:

Sebuah baja lunak akan dilakukan proses pengefraisan dengan pisau frais shell endmill cutter berdiameter (Æ) 50 mm dengan kecepatan potong (Cs) 25 meter/menit. Pertanyaannya adalah: Berapa kecepatan putaran mesinnya?.

Jawaban contoh soal 1:

n = 159,235 Rpm

Jadi kecepatan putaran mesinnya adalah sebesar 159,235 Rpm

Contoh soal 2:

Sebuah baja lunak akan dilakukan proses pengefraisan dengan pisau frais pisau frais shell endmill cutter berdiameter (Æ) 2 inchi dengan kecepatan potong (Cs) 30 meter/menit. Pertanyaannya adalah: Berapa kecepatan putaran mesinnya ?.

Jawaban contoh soal 2:

Satuan inchi bila dijadikan satuan mm harus dikalikan 25,4 mm. Dengan demikian diamter (Æ) 2 inchi = 2x25,4=50,8 mm. Maka putaran mesinnya adalah:

n = 188,073 Rpm

Jadi kecepatan putaran mesinnya adalah sebesar 188,073 Rpm

Dari hasil perhitungan di atas, dapat dijadikan dasar sebagai acuan dalam menyetel putaran mesin agar sesuai dengan putaran mesin yang tertulis pada tabel yang ditempel pada mesin tersebut. Artinya putaran mesin yang digunakan dipilih dalam tabel pada mesin yang nilainya paling dekat dengan hasil perhitungan di atas. Selain itu, untuk menentukan besaran putaran mesin frais

juga dapat mengacu atau menggunakan tabel putaran mesin frais yang telahtersedia(lihat pada lampiran). c.   Kecepatan Pemakanan (Feed/ F) – mm/menit Kecepatan pemakanan atau ingsutan pada proses pengefraisan, ditentukan dengan mempertimbangkan beberapa factor diantaranya: kekerasan bahan, kedalaman penyayatan, sudut-sudut sayat alat potong, bahan alat potong, ketajaman alat potong dan kesiapan mesin yang akan digunakan. Kesiapan mesin ini dapat diartikan, seberapa besar kemampuan mesin dalam mendukung tercapainya kecepatan pemakanan yang optimal. Disamping beberapa pertimbangan tersebut, kecepatan pemakanan pada umumnya untuk proses pengasaran ditentukan pada kecepatan pemakanan tinggi karena tidak memerlukan hasil pemukaan yang halus (waktu pengefraisan lebih cepat), dan pada proses penyelesaiannya/finising digunakan kecepatan pemakanan rendah dengan tujuan mendapatkan kualitas permukaan hasil penyayatan yang lebih baik sehingga hasilnya halus (waktu pengefrisan lebih cepat). Besarnya kecepatan pemakanan (F) pada mesin frais tentukan oleh seberapa besar bergesernya pisau frais (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya (n) dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F) adalah: F = f x n (mm/men) Keterangan: f= besar pemakanan atau bergesernya pahat (mm/putaran) n= putaran mesin (putaran/menit) Contoh soal 1: Sebuah benda kerja akan difrais dengan putaran mesinnya (n) 560 putaran/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa besar kecepatan pemakanannya ?. Jawaban contoh 1: F = f x n = 0,2 x 560 = 112 mm/menit. Pengertiannya adalah, pisau bergeser sejauh 112 mm, selama satu menit. Contoh soal 2: Sebuah benda kerja akan difrais dengan pisau frais berdiameter 40 mm, dengan kecepatan potong (Cs) 25 meter/menit dan besar pemakanan (f) 0,15 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa besar kecepatan pemakanannya ? Jawaban contoh 2: · = 199,044 ≈ 199 Rpm ·  F = f x n F= 0,15 x 199 = 29,85 mm/menit. Pengertiannya adalah, pisau bergeser sejauh 29,85 mm, selama satu menit. d.        Perhitungan Waktu Pemesinan Frais Dalam membuat suatu produk atau komponen pada mesin frais, lamanya waktu proses pemesinan perlu diketahui atau dihitung. Hal ini penting karena dengan mengetahui kebutuhan waktu yang diperlukan, perencanaan dan kegiatan produksi dapat berjalan lancar. Apabila diameter alat potong, kecepatan potong dan kecepatan penyayatan/ penggeseran pisaunya diketahui, waktu pengefarisan dapat dihitung. a)  Waktu Pemesinan Pengefraisan Rata Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pemesinan frais adalah, seberapa besar panjang atau jarak tempuh pengefraisan (L) dalam satuan mm, kecepatan pemakanan (F) dalam satuan mm/menit dan jumlah mata sayat pisau yang digunakan (t). Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pegefraisan (L) adalah panjang pengefraisan rata (ℓ) ditambah star awal pisau  (ℓa)  dan  lepasnya  pisau  dari  benda  kerja  (lu),  atau:  L  total=  ℓ+ℓa+ℓu (mm). Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan berpedoman pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran). Gambar 2. 35 Panjang langkah pengefraisan rata Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pemesinan pengefraisan rata (tm) dapat dihitung dengan rumus: =          Panjang pengefrais an (L) mm       Menit. Kecepatan Pemakanan (F) mm/menit    Kecepatan Pemakanan (F) mm/menit L = ℓ+ℓa+ℓu F = f.t.n Keterangan: t = jumlah mata sayat alat potong f = pemakanan tiap mata potong n = Rpm L = jarak tempuh pemakanan keseluruhan ℓ = panjang benda kerja ℓa = kelebihan awal ℓu = kelebihan akhir F = pemakanan setiap menit Contoh soal 1: Sebuah benda kerja akan dilakukan proses pengefraisan sepanjang 250 mm dengan pisau frais jari. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin frais (n)= 460 putaran/menit, pemakanan dalam putaran (f)= 0,13 mm/putaran, jarak start awal (la)= 20 mm, jarak akhir (Lu)= 20 mm dan mata sayatnya pisau jari (t)= 6 mata. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengefraisan sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?. Jawaban soal 1: ·      F = f .t .n = 0,13 . 6. 460 = 239,2 mm/ menit ·      L = ℓ + ℓa + ℓu  = 250 + 20 + 20 = 290 mm tm = L = 290 = 1,213menit ·                         F 239,2 Jadi waktu yang dibutuhkan untuk proses pengefraisan sesuai data diatas adalah selama menit. Contoh soal 2: Sebuah benda kerja akan dilakukan proses pengefraisan sepanjang 350 mm dengan pisau shell endmill berdiameter 40 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan pemakanan (Cs)= 25 meter/menit, pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,23 mm/putaran, jarak start awal (la)= 25 mm, jarak akhir (Lu)= 25 mm dan mata sayatnya pisau jari (t)= 8 mata. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengefraisan sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?. Jawaban soal 2: · = 199,05 ≈ 199 Rpm ·      F = f .t .n = 0,23 . 8 . 199 satu =366,16 mm/ menit ·      L = ℓ + ℓa + ℓu  = 350 + 25 + 25 = 400 mm tm = L  =   400 = 1,092 menit ·                         F 366,16 Jadi waktu yang dibutuhkan untuk proses pengefraisan sesuai data diatas adalah selama  menit. b)  Waktu Pengeboran Pada Mesin Frais Perhitungan waktu pengeboran pada mesin frais, pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan pengefraisan rata. Perbedaannya hanya terletak pada jarak star ujung mata bornya. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pengeboran (L) adalah panjang pengeboran (ℓ) ditambah star  awal  mata  bor  (ℓa=  0,3  d),  sehingga:  L=  ℓ  +  0,3d  (mm).   Untuk  nilai kecepatan pemakanan (F) mengacu pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran) Gambar 2. 36 Proses pengeboran pada mesin frais Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pengeboran (tm) dapat dihitung dengan rumus: Waktu pengeboran (tm) = Panjang pengeboran (L) mm Menit Feed (F) mm/menit · ·      L= ℓ + 0,3d (mm. F= f.n (mm/putaran) Keterangan: ℓ = panjang pengeboran L = panjang total pengeboran d = diameter mata bor n = putaran mata bor (Rpm) f = pemakanan (mm/putaran) Contoh soal 1: Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran pada mesin frais sepanjang 38 mm dengan mata bor berdiameter 12 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin frais (n)= 800 putaran/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,03 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin frais sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?. Jawab soal 1 : · ·       F = f.n = 0,03 x 800= 24 mm/menit · Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama menit. Contoh soal 2: Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran pada mesin frais sepanjang 30 mm dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs)= 25 meter/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,04 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin frais sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ? Jawab soal 2 : · = 796,178 ≈ 796 Rpm · ·       F = f.n = 0,04 x 796= 31,84 mm/menit · Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama  menit.