MESIN DALAM PROSES MANUFAKTUR

A.   MESIN SEKRAP

Mesin sekrap (shaping machine) disebut pula mesin ketam atau serut. Mesin ini digunakan untuk mengerjakan bidang-bidang yang rata, cembung, cekung, beralur, dan lain-lain pada posisi mendatar, tegak, ataupun miring. Mesin sekrap adalah suatu mesin perkakas dengan gerakan utama lurus bolak-balik secara vertikal maupun horizontal.

Gambar 1. Mesin Sekrap

Prinsip pengerjaan pada mesin sekrap adalah benda yang disayat atau dipotong dalam keadaan diam (dijepit pada ragum) kemudian pahat bergerak lurus bolak-balik atau maju mundur dalam melakukan penyayatan. Hasil gerakan maju mundur lengan mesin/pahat diperoleh dari motor yang dihubungkan dengan roda bertingkat melalui sabuk (belt). Dari roda bertingkat, putaran diteruskan ke roda gigi antara dan dihubungkan ke roda gigi penggerak engkol yang besar. Roda gigi tersebut beralur dan dipasang engkol melalui tap. Jika roda gigi berputar maka tap engkol berputar eksentrik menghasilkan gerakan maju mundur lengan. Kedudukan tap dapat digeser sehingga panjang eksentrik berubah dan berarti pula panjang langkah berubah. Mekanisme ini dapat dilihat pada Gambar di bawah ini.

1.      Mesin Sekrap dan Jenis-jenisnya

Mesin sekrap adalah mesin yang relatif sederhana. Biasanya digunakan dalam ruang alat atau untuk mengerjakan benda kerja yang jumlahnya satu atau dua buah untuk prototype (benda contoh). Pahat yang digunakan sama dengan pahat bubut. Proses sekrap tidak terlalu memerlukan perhatian/ konsentrasi bagi operatornya ketika melakukan penyayatan. Mesin sekrap yang sering digunakan adalah mesin sekrap horizontal. Selain itu, ada mesin sekrap vertikal yang biasanya dinamakan mesin slotting/slotter. Proses sekrap ada dua macam yaitu proses sekrap (shaper) dan planner. Proses sekrap dilakukan untuk benda kerja yang relatif kecil, sedang proses planner untuk benda kerja yang besar.

a. Mesin sekrap datar atau horizontal (shaper)

Mesin jenis ini umum dipakai untuk produksi dan pekerjaan serbaguna terdiri atas rangka dasar dan rangka yang mendukung lengan horizontal. Benda kerja didukung pada rel silang sehingga memungkinkan benda kerja untuk digerakkan ke arah menyilang atau vertikal dengan tangan atau penggerak daya. Pada mesin ini pahat melakukan gerakan bolak-balik, sedangkan benda kerja melakukan gerakan ingsutan. Panjang langkah maksimum sampai 1.000 mm, cocok untuk benda pendek dan tidak terlalu berat.

b. Mesin sekrap vertikal (slotter)

Mesin sekrap jenis ini digunakan untuk pemotongan dalam, menyerut dan bersudut serta untuk pengerjaan permukaan-permukaan yang sukar dijangkau. Selain itu mesin ini juga bisa digunakan untuk operasi yang memerlukan pemotongan vertikal.  Gerakan pahat dari mesin ini naik turun secara vertikal, sedangkan benda kerja bisa bergeser ke arah memanjang dan melintang. Mesin jenis ini juga dilengkapi dengan meja putar, sehingga dengan mesin ini bisa dilakukan pengerjaan pembagian bidang yang sama besar.

c. Mesin planner

Digunakan untuk mengerjakan benda kerja yang panjang dan besar (berat). Benda kerja dipasang pada eretan yang melakukan gerak bolak-balik, sedangkan pahat membuat gerakan ingsutan dan gerak penyetelan. Lebar benda ditentukan oleh jarak antar tiang mesin. Panjang langkah mesin jenis ini ada yang mencapai 200 sampai 1.000 mm.

B.   MESIN FRIS

 Mesin fris melepaskan logam ketika benda kerja dihantarkan terhadap suatu pemotong berputar seperti terlihat pada gambar berikut :

Pemotong fris memiliki satu deretan mata potong pada kelilingnya yang masing-masing berlaku sebagai pemotong tersendiri pada daur putaran. Benda kerja dipegang pada meja yang mengendalikan hantaran. Pada mesin umumnya terdapat tiga kemungkinan gerakan meja yaitu : longitudinal, menyilang dan vertikal, namun beberapa meja juga memiliki gerakan putar.

Mesin fris adalah yang paling mampu melakukan banyak tugas dari segala mesin perkakas. Permukaan yang datar maupun berlekuk dapat di mesin dengan penyelesaian dan ketelitian yang baik. Pemotongan sudut, celah, roda gigi dan ceruk dapat dilakukan oleh mesin fris. Pahat gurdi, peluas lubang dan bor dapat dipegang dalam soket arbor dengan melepaskan pemotong dan arbor.

Jenis Pemotong Fris

Mesin fris mampu melakukan banyak jenis pekerjaan karena banyaknya jenis pahat yang tersedia. Terdapat tiga desain umum dari pemotong :

1.      Pemotong Arbor. Pemotong ini mempunyai lubang dipusatnya untuk pemasangan pada bor.

2.      Pemotong tangkai. Pemotong jenis mempunyai tangkai lurus atau tirus yang menjadi satu dengan badan pemotong. Pemotong dipegang oleh spindel.

3.      Pemotong muka. Pemotong ini dibaut atau dipegang pada ujung arbor pendek dan biasanya dipakai untuk memfris permukaan rata.

Bahan fris dibuat antara lain dari baja karbon tinggi, berbagai baja kecepatan tinggi, atau yang berujung karbida dan lain lain. Pemotong serba guna umumnya terbuat dari baja kecepatan tinggi yang mempertahankan mata potong tetap tajam, keras dan ulet pada suhu sekitar 500 sampai 600 ^oC, sehingga dapat digunakan kecepatan potong 2 sampai 2 ½ kali dari yang dianjurkan untuk memotong baja karbon. Logam cor bukan besi seperti Stelit, Cobalt atau Rexalloy dan pemotong berujung karbida memiliki daya tahan panas lebih tinggi sehingga sesuai untuk pemotongan berat dan kecepatan tinggi. Kecepatan potong dari pemotong bahan cor bukan besi dan karbida berkisar dari dua sampai lima kali daripada yang dianjurkan untuk baja kecepatan tinggi.

Pemotong yang banyak digunakan diperlihatkan pada gambar 3, yang dikelompokkan menurut bentuk atau jenis pekerjaan yang dapat dilakukan.

1. Pemotong fris biasa. Pemotong biasa adalah sebuah pemotong yang berbentuk piringan yang memiliki gigi di sekelilingnya. Giginya bisa lurus dan juga bisa heliks jika lebarnya lebih dari 15 mm. Pemotong heliks yang lebar yang digunakan untuk beban berat memiliki takik pada giginya untuk mematahkan serpihan dan untuk memudahkan pengeluarannya.

2. Pemotong fris samping. Pemotong ini mempunyai gigi disamping. Pemotong jenis ini bisa mempunyai gigi lurus, heliks atau zigzag.

3. Pemotong gergaji pembelah logam. Pemotong jenis ini sangat tipis, biasanya 5 mm atau kurang. Pemotong ini diberi pengaman dengan menggerinda sisinya untuk menghasilkan ruang bebas bagi pemotongan.

4. Pemotongh fris sudut. Pemotong ini bisa berbentuk pemotong sudut tunggal atau ganda. Pemotong sudut tunggal mempunyai satu permukaan kerucut, sedangkan pemotong sudut ganda mempuinyai gigi pada dua permukaan kerucut. Pemotong sudut digunakan untuk memotongh lidah roda, tanggem, galur pada pemotong fris dan pelebar lubang.

5. Pemotong fris bentuk. Gigi pemotong ini mempunyai bentuk khusus. Pemotong jenis ini termasuk pemotong cekung dan cembung, pemotong roda gigi, pemotong galur, pemotong pembulat sudut dan sebagainya.

6. Pemotong fris ujung. Pemotong ini mempunyai poros integral untuk menggerakkan dan mempunyai gigi di keliling dan ujungnya. Galurnya bisa lurus ataupun heliks. Pemotong besar yang disebut fris cangkang mempunyai bagian pemotong terpisah yang dipegangkan pada arbor batang seperti terlihat gambar 4. Fris ujung digunakan untuk proyeksi permukaan, membujur sangkarkan ujung, memotong celah dan dalam pekerjaan pencerukan misalnya pembuatan cetakan.

7. Pemotong celah - T. Digunakan untuk memfris celah - T. Bentuk yang khusus adalah pemotong dudukan pasak Woodruff, yang digunakan untuk memotong dudukan bulat untuk pasak tersebut.

8. Pemotong gigi sisipan. Dengan makin meningkatnya ukuran pemotong, maka lebih ekonomis untuk menyisipkan gigi yang terbuat dari bahan mahal ke dalam baja yang lebih murah. Gigi pemotong ini bisa diganti kalau aus atau patah.

Mesin Fris Tangan

Ini adalah jenis yang paling sederhana dari mesin fris yang dioperasikan dengan tangan. Mesin ini digunakan terutama dalam pekerjaan operasi fris ringan dan sederhana seperti memotong alur, alur pasak pendek dan membuat celah.

Mesin Fris Datar

Mesin ini mririp dengan mesin fris tangan hanya konstruksinya lebih kuat dan dilengkapi dengan mekanisme hantaran daya untuk mengendalikan gerakan meja. Mesin fris datar jenis tiang dan lutut mempunyai 3 gerakan yaitu longitudinal, melintang dan vertikal. Mesin jenis landasan tetap hanya mempunyai gerakan meja longitudinal. Contoh mesin fris datar lutut dan tiang diperlihatkan pada gambar berikut.

Mesin Fris Universal

Mesin universal adalah sebuah mesin ruang perkakas yang dikonstruksi untuk pekerjaan yang sangat teliti. Penampilannya mirip dengan mesin fris jenis datar. Hanya mejanya bisa berputar secara horisontal dan dilengkapi dengan sebuah indeks atau kepala pembagi pada ujungnya. Sifat meja berputar bisa digunakan untuk memotong spiral. Mesin ini dapat juga dilengkapi fris vertikal, tambahan meja putar, tambahan pembuat celah dan perlengkapan lainnya.

Mesin Fris Vertikal

Gambar berikut terlihat satu jenis mesin fris vertikal. Dalam hal ini spindel pemotong mempunyai kedudukan vertikal. Mesin mempunyai perjalanan spindel aksial yang pendek untuk memudahkan pemfrisan bertingkat. Ada juga mesin yang dilengkapi dengan alat putar tambahan atau meja kerja putar sehingga mesin bisa memfris alur melingkar atau memfris kontinyu suku cadang produksi yang kecil.

Mesin Fris Jenis Penyerut

Mesin ini disebut penyerut karena kemiripannya dengan penyerut. Benda kerja dibawa pada meja panjang yang hanya mempunyai gerakan longitudinal, dan dihantarkan kepada pemotong putar. Gerakan meja adalah variabel merupakan ciri utamanya. Gambar berikut memperlihatkan mesin jenis ini.

Berikut rumus untuk menghitung kecepatan potong mesin fris:

Keterangan:     Cs = kecepatan potong

                        D = diameter potong

                        N = putaran tiap menit