Cara Kerja Mesin Frais, Metode, dan Jenis-jenisnya

Cara Kerja Mesin Frais, Metode, dan Jenis-jenisnya. Foto: Pexels

Mesin frais adalah mesin perkakas yang digunakan untuk membuat benda kerja menjadi berbagai macam bentuk. Cara kerja mesin frais ada beragam, tergantung keperluannya.

Pada intinya, mesin frais bisa membuat permukaan benda kerja jadi baru. Caranya dengan menggunakan alat potong (milling cutter) yang berputar tegak lurus pada sumbunya. Simak penjelasan selengkapnya berikut ini.

Memahami Mesin Frais

Memahami Mesin Frais. Foto: Unsplash

Proses permesinan frais adalah proses penyayatan benda kerja dengan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar.

Proses penyayatan dengan gigi potong yang banyak yang mengitari pahat ini bisa menghasilkan proses permesinan lebih cepat. Permukaan yang disayat bisa berbentuk datar, menyudut, atau melengkung.

Permukaan benda kerja bisa juga berbentuk kombinasi dari beberapa bentuk. Mesin yang digunakan untuk memegang benda kerja, memutar pahat, dan penyayatannya disebut mesin frais (milling machine).

Mesin frais ada yang dikendalikan secara mekanis (konvensional manual) dan dengan bantuan CNC (Compyter Numerically Controlled). Mesin konvensional manual biasanya spindelnya ada dua macam yaitu horizontal dan vertikal.

Sedangkan mesin frais dengan bantuan kendali CNC hampir semuanya adalah mesin frais vertikal. Oleh karena itu, mesin frais menjadi sangat fleksibel dalam mengerjakan berbagai bentuk benda kerja, efisien waktu dan biaya yang diperlukan, dan produk yang dihasilkan memiliki ketelitian tinggi.

Baca Juga: Pengertian Mesin Otomotif, Bagian, dan Cara Kerjanya

Bagian-bagian Mesin Frais

Bagian-Bagian Mesin Frais. Foto: Unsplash

Mesin frais memiliki bagian atau komponen yang banyak serta penting untuk dipahami fungsinya. Berikut penjelasannya dirangkum dari situs stellamariscollege.org.

1. Base atau alas mesin

Base merupakan komponen yang ada di bagian paling bawah mesin. Fungsinya adalah sebagai pondasi mesin frais dan sebagai tempat untuk membuang coolant.

Seluruh beban mesin frais ditopang alas mesin ini, sehingga pembuatan bagian ini harus menggunakan bahan dan proses tertentu agar bagian alas mesin bisa tahan terhadap tekanan yang tinggi.

Bahan yang digunakan untuk membuat bagian alas mesin adalah besi cor.

2. Badan Mesin atau kolom mesin

Kolom mesin berfungsi sebagai tempat kedudukan atau penopang berbagai bagian mesin, misalnya tuas, spindle, motor penggerak, dan lainnya.

Bagian yang posisinya tegak mempunyai fungsi untuk mendukung gerak naik dan turunnya bagian lutut sehingga meja dan sadel bisa bergerak ke bawah dan ke atas.

Posisi kolom mesin ini berdiri dengan kokoh dan tegak dan berfungsi sebagai dudukan, patokan, dan rumah untuk roda gigi pada mesin.

3. Knee atau lutut

Knee mempunyai dua alur yang saling tegak lurus. Salah satunya dipasangkan dengan sadel sedangkan yang lainnya dipasangkan dengan bagian kolom mesin.

Lutut mesin frais terbuat dari bahan besi cor dam hanya bisa digerakkan secara vertikal saja. Di dalam komponen ini ada banyak roda gigi yang fungsinya mengatur gerakan agar terjadi secara otomatis.

Bagian lutut juga bisa dikunci di bagian kolom sehingga menjadi lebih kuat ketika proses pengefraisan berlangsung.

4. Dudukan Meja atau Sadel

Sadel bentuknya persegi dan dibuat dari bahan besi cor juga. Komponen ini mempunyai alur yang dipasangkan dengan lutut.

Sadel bisa digerakkan maju dan mundur mendekati kolom dan bisa dikunci ke bagian lutut saat dibutuhkan.

5. Table atau Meja Mesin

Table juga terbuat dari bahan besi cor dan posisinya ada di bagian atas sadel. Fungsi utama komponen ini adalah untuk mengikat suatu benda kerja saat proses pengefraisan berlangsung.

Meja ini bisa dikunci ke bagian sadel sehingga tidak akan bergetar ketika proses pengefraisan sedang berjalan.

6. Arm atau Lengan

Arm berada di bagian atas dari kolom mesin frais. Di bagian bawahnya terdapat alur yang ujungnya dipasangkan dengan bagian mesin paling atas.

Ujung yang lainnya berfungsi sebagai tempat untuk mendukung arbor. Bagian lengan ini bisa dilepas dan dikunci sesuai dengan kebutuhan.

7. Spindle

Spindle adalah tempat untuk menahan alat potong di mesin frais versi vertikal. Spindle juga bisa digunakan sebagai tempat arbor, terutama di mesin frais versi horizontal.

8. Arbor

Komponen yang satu ini adalah bagian mekanis yang dimiliki oleh mesin frais. Fungsinya adalah sebagai ekstensi spindle, terutama di mesin frais versi horizontal.

Fungsi lain dari komponen ini adalah untuk memegang pisau frais atau alat potong dan berputar sesuai dengan arah pemakanan pisau frais tersebut.

9. Pisau frais

Pisau frais berfungsi untuk menyayat berbagai benda kerja selama proses pengefraisan. Jenis pisau frais ini bervariasi dan bisa digunakan dalam bentuk yang berbeda.

Dengan begitu, operator alat ini bisa lebih efektif saat memproduksi atau membentuk berbagai benda kerja yang ada.

10. Pendukung arbor

Komponen yang fungsinya adalah mendukung arbor sehingga gerakan arbor bisa menjadi lebh stabil. Alur yang dimilikinya dipasangkan dengan bagian lengan mesin. Sedangkan lubang yang ada di bagian ini dipasangkan dengan bagian arbor.

11. Milling head

Milling head terletak di bagian atas dari mesin frais, terutama yang versi vertikal. Komponen ini terdiri dari motor penggerak, spindle, serta mekanisme pengendali yang lainnya.

12. Ram

Ram merupakan sebuah lengan pada mesin frais versi vertikal yang bentuknya menjorok. Ujung ram dihubungkan secara langsung dengan bagian kolom mesin. Ujung lainnya dihubungkan dengan milling head.

13. Motor penggerak

Motor penggerak berfungsi mengubah energi listrik ke energi mekanik. Motor penggerak ini akan memberikan tenaga pada mesin frais sehingga bisa bergerak dan bekerja.

14. Handle

Bagian handle pada mesin frais dirancang untuk menggerakkan bagian meja mesin dengan cara manual.

15. Emergency Stop

Sesuai namanya, tombol ini dirancang untuk langsung menghentikan mesin saat terjadi keadaan darurat, seperti kecelakaan kerja.

Cara Kerja Mesin Frais

Cara Kerja Mesin Frais. Foto: Unsplash

Cara kerja mesin frais melibatkan tiga kelompok utama dalam proses milling, yaitu sebagai berikut.

1. Frais Periperal (Peripheral Milling)

Proses frais ini disebut juga slab milling, permukaan yang difrais dihasilkan oleh gigi pahat yang terletak pada permukaan luar badan alat potongnya.

Sumbu dari putaran pahat biasanya pada bidang yang sejajar dengan permukaan benda kerja yang disayat.

2. Frais Muka (Face Milling)

Pada frais muka, pahat dipasang pada spindel yang memiliki sumbu putar tegak lurus terhadap permukaan benda kerja. Permukaan hasil proses frais dihasilkan dari hasil penyayatan oleh ujung dan selubung pahat.

3. Frais Jari (End Milling)

Pahat pada proses frais ujung biasanya berputar pada sumbu yang tegak lurus permukaan benda kerja. Pahat dapat digerakkan menyudut untuk menghasilkan permukaan menyudut.

Gigi potong pada pahat terletak pada selubung pahat dan ujung badan pahat.

Metode Proses Frais

Metode Proses Frais. Foto: Unsplash

Metode proses frais ditentukan berdasarkan arah relatif gerak makan meja mesin frais terhadap putaran pahat. Berikut penjelasannya.

1. Frais Naik (Up Milling)

Frais naik biasanya disebut frais konvensional (conventional milling). Gerak dari putaran pahat berlawanan arah terhadap gerak makan meja mesin frais.

Sebagai contoh, pada proses frais naik apabila pahat berputar searah jarum jam, benda kerja disayat ke arah kanan. Penampang melintang bentuk beram (chips) untuk proses frais naik adalah seperti koma diawali dengan ketebalan minimal kemudian menebal.

Proses frais ini sesuai untuk mesin frais konvensional/manual, karena pada mesin konvensional backlash ulir transportirnya relatif besar dan tidak dilengkapi backlash compensation.

2. Frais Turun (Down Milling)

Proses frais turun dinamakan juga climb milling. Arah dari putaran pahat sama dengan arah gerak makan meja mesin frais. Sebagai contoh jika pahat berputar berlawanan arah jarum jam, benda kerja disayat kekanan.

Penampang melintang bentuk beram (chips) untuk proses frais naik adalah seperti koma diawali dengan ketebalan maksimal kemudian menipis.

Proses frais ini sesuai untuk mesin frais CNC, karena pada mesin CNC gerakan meja dipandu oleh ulir dari bola baja, dan dilengkapi backlash compensation.

Untuk mesin frais konvensional tidak direkomendasikan melaksanakan proses frais turun, karena meja mesin frais akan tertekan dan ditarik oleh pahat.

Proses pemesinan dengan mesin frais merupakan proses penyayatan benda kerja yang sangat efektif, karena pahat frais memiliki sisi potong jamak.

Apabila dibandingkan dengan pahat bubut, maka pahat frais analog dengan beberapa buah pahat bubut. Pahat frais dapat melakukan penyayatan berbagai bentuk benda kerja, sesuai dengan pahat yang digunakan.

Proses meratakan bidang, membuat alur lebar sampai dengan membentuk alur tipis bisa dilakukan dengan mesin frais.

Jenis Mesin Frais

Jenis Mesin Frais. Foto: Unsplash

Mesin frais yang digunakan dalam proses pemesinan ada tiga jenis, berikut penjelasannya.

1. Column and knee milling machines

Mesin jenis column and knee dibuat dalam bentuk mesin frais vertikal dan horizontal. Kemampuan melakukan berbagai jenis pemesinan adalah keuntungan utama pada mesin jenis ini.

Pada dasarnya, pada mesin jenis ini, sadel, dan lutut (knee) dapat digerakkan. Beberapa asesoris seperti cekam, meja putar, kepala pembagi menambah kemampuan dari mesin frais jenis ini. Walaupun demikian mesin ini memiliki kekurangan dalam hal kekakuan dan kekuatan penyayatannya.

2. Bed type milling machines

Mesin frais tipe bed (bed type) memiliki produktivitas yang lebih tinggi dari pada jenis mesin frais yang pertama. Kekakuan mesin yang baik, serta tenaga mesin yang biasanya relatif besar, menjadikan mesin ini banyak digunakan pada perusahaan manufaktur.

Mesin frais pada saat ini telah banyak yang dilengkapi dengan pengendali CNC untuk meningkatkan produktivitas dan fleksibilitasnya. Dengan menggunakan kendali CNC maka waktu produksi bisa dipersingkat, bentuk benda kerja sangat bervariasi.

3. Special purposes

Produk pemesinan di industri pemesinan semakin kompleks, maka mesin frais jenis baru dengan bentuk yang tidak biasa telah dibuat.

Mesin frais tipe khusus ini, biasanya digunakan untuk keperluan mengerjakan satu jenis penyayatan dengan produktivitas/duplikasi yang sangat tinggi.

Mesin tersebut misalnya mesin frais profil, mesin frais dengan spindel ganda (dua, tiga, sampai lima spindel), dan mesin frais planer.

Dengan menggunakan mesin frais khusus ini maka produktifitas mesin sangat tinggi, sehingga ongkos produksi menjadi rendah, karena mesin jenis ini tidak memerlukan seting yang rumit.

(DEL)