Bahan Ajar Frais Kepala Pembagi [PDF]

Citation preview

HAND OUT Sekolah



:



SMK Negeri 3 Yogyakarta



Mata Pelajaran



:



Teknik Pemesinan Frais



Kelas/Semester



:



XI/III



Kompetensi Dasar



:



3.4



Menerapkan teknik pemesinan frais.



4.4



Menggunakan teknik pemesina frais untuk berbagai jenis pekerjaan.



Pokok Bahasan



:



Perhitungan Kepala Pembagi



Guru Mata Pelajaran



:



Firmansyah Sulistiyono, S.Pd



A. Pengertian Dasar Kepala Pembagi Kepala pembagi (dividing head) merupakan salah satu perlengkapan bantu khusus yang digunakan pada mesin frais. Kepala pembagi digunakan untuk membagi lingkaran atau keliling benda kerja menjadi bagian yang sama. Adapun contoh penggunaan kepala pembagi, diantaranya pada pembuatan segi empat, segi enam, segi delapan, roda gigi, dan lain sebagainya. No



Keterangan



1.



Engkol pemutar



2.



Pin indeks



3.



Piring Pembagi



4.



Stop Pin Indeks (lubang piring pembagi)



5.



Gunting pembatas



6.



Rahang cekam (chuck)



7.



Tuas pengunci



Gambar 1 Bagian-Bagian Kepala Pembagi (Sumber Gambar: google.com) Kepala pembagi terdiri dari roda gigi cacing dengan jumlah gigi 40 dan 60. Banyaknya jumlah gigi cacing pada kepala pembagi menandakan perbandingan putaran kepala pembagi dengan benda kerja. Sebagai contoh roda gigi yang dipasang pada kepala pembagi berjumlah 40, hal tersebut menandakan bahwa ketika kepala pembagi diputar sebanyak 40 kali putaran, maka benda kerja akan berputar sebanyak 1 kali putaran (40:1). B. Piring Pembagi Kepala pembagi biasa dilengkapi dengan piring pembagi dalam penggunaannya. Piring pembagi mempunyai lubang-lubang yang dilengkapi dengan gunting pembatas



PPG SM3T UNY 2016 | 7



lubang-lubang. Terdapat lubang-lubang tertentu pada piring pembagi. Lebih jelasnya mengenai jumlah lubang yang terdapat pada piring pembagi, dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 1 Jumlah Lubang pada Piring Pembagi Seri A Seri B 1 30 41 43 48 51 57



2 69 81 91 99 117



38 42 47 49 53 59



77 87 93 111 119



1



2



15 16 17 18 19 20



21 23 27 29 31 33



3 37 39 41 43 47 49 (Sumber: Dwi R, 2014:7)



C. Pembagian dengan Kepala Pembagi 1. Pembagian Langsung Pembagian langsung dengan kepala pembagi, merupakan jenis pembagian yang digunakan untuk pembuatan segi banyak, dimana proses pembagiannya dapat dibagi dengan jumlah lubang pada piring pembagi tetap. Terdapat sebuah piring pembagi yang terpasang pada alat pencekam benda kerja (chuck) yang memiliki jumlah lubang tertentu (contohnya 24 lubang).



Gambar 2 Penunjukan Piring Pembagi Tetap (Sumber Gambar: google.com) Contoh Soal: Pembuatan kepala baut segi enam, maka dilakukan 6 kali proses pemotongan. Penyelesaian: 



Agar benda kerja tidak bergerak, maka spindel dikunci dengan memasukkan pin pengunci ke dalam salah satu lubang pada piring pembagi tetap 24 lubang. Misalnya pin pengunci dimasukkan pada lubang bernomor 1.







Benda kerja diputar dengan memutar engkol pemutar (setelah pin pengunci dibebaskan) ke kanan atau ke kiri, sampai pin pengunci dapat dimasukkan lagi ke dalam lubang bernomor 5 atau 21. PPG SM3T UNY 2016 | 8







Demikian seterusnya hingga pemotongan yang ke enam. Soal Latihan: Tentukanlah putaran engkol pada kepala pembagi, jika suatu benda akan dibuat segi 4, 8, 12, dan 24.



2. Pembagian Tidak Langsung Pembagian tidak langsung dilakukan apabila pembagian secara langsung tidak dapat dilakukan, namun jumlah segi yang dapat dikerjakan masih terbatas pada jumlah piringan pembagi. misalnya dalam pembuatan segi 9, 27, 58, 165, 312, dan sebagainya. Kepala pembagi terdiri dari beberapa transmisi roda gigi, dimana salah satunya adalah transmisi poros roda gigi cacing dengan ratio i = 40:1. Poros cacing terhubung dengan engkol pemutar, sedangkan roda gigi cacing terhubung dengan benda kerja. Hal tersebut menunjukkan, dimana benda kerja akan berputar 1 kali putaran, apabila poros engkol diputar sebanyak 40 kali. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9



Keterangan Sector arm (start) Index pin Index head spindle Worm wheel 40 teeth Worm single tread Worm shaft Indext plate Sector arm (finish) Indext crank



Gambar 3 Sistem Transmisi pada Kepala Pembagi (Sumber Gambar: google.com) Putaran engkol pada pembagian tidak langsung dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut: Nc =



40 Z



..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... (Dwi R, 2014:8)



Keterangan: Nc = Putaran engkol. Z



= Jumlah pembagian yang diperlukan.



40



= Angka perbandingan transmisi.



Contoh Soal: Tentukan putaran engkol yang diperlukan, jika akan dibuat roda gigi dengan jumlah gigi 30. Piring pembagi yang tersedia adalah Seri B-1 dengan jumlah lubang piring 15,16, 17, 18, 19 dan 20. PPG SM3T UNY 2016 | 9



Penyelesaian: Putaran engkol dapat dihitung dengan persamaan: Nc =



40 Z



40



=



30



= 1



1 3



putaran



Karena angka 3 tidak terdapat pada jumlah lubang piring, maka harus dikalikan hingga mendapatkan angka yang sesuai dengan lubang pada piring pembagi yang tersedia. Sebagai contoh kita kalikan dengan angka 5, sehingga diperoleh: Nc = 1



1 3



5



x



5



= 1



5 15



putaran



Lubang 15 terdapat pada piring pembagi yang tersedia. Sehingga untuk membuat roda gigi dengan jumlah gigi 30, engkol harus diputar sebanyak 1 kali putaran, ditambah 5 lubang pada piring pembagi yang berjumlah 15 lubang. Soal Latihan: Tentukanlah putaran engkol yang diperlukan, jika piring pembagi yang tersedia adalah Seri B-1, B-2 dan B-3, dimana akan dibuat roda gigi dengan jumlah gigi: 20, 44, 38, 65, dan 90. 3. Pembagian Diferensial Pembagian diferensial digunakan apabila segi yang akan dibuat tidak dapat dikerjakan dengan menggunakan pembagian langsung maupun tidak langsung. Sehingga untuk membuat segi tersebut, diperlukan pembagian diferensial dengan menggunakan roda gigi tambahan.



Gambar 4 Sistem Transmisi pada Pembagian Diferensial (Sumber Gambar: google.com) PPG SM3T UNY 2016 | 10



Prinsip pembagian diferensial adalah pada saat engkol diputar, maka piring pembagi akan ikut berputar dengan proses sebagai berikut: 



Bila engkol diputar, maka poros cacing, roda cacing, serta benda kerja akan ikut berputar, demikian pula dengan rangkaian roda gigi pengganti A-B-C-D, karena roda gigi A satu poros dengan roda gigi cacing dan benda kerja.







Sedangkan roda gigi D yang berputar karena pergerakan dari roda gigi A, akan menggerakkan roda gigi helik dan otomatis akan memutar piringan pembagi, karena satu poros. Ingat bahwa antara poros cacing dengan roda gigi helik tidak berhubungan langsung, sehingga pergeakan dari roda gigi helik terjadi karena terdapat pasangan roda gigi (R). Suatu kepala pembagi dapat tersedia satu pasang roda gigi pengganti dari



pasangan-pasangan berikut: Tabel 2 Roda-Roda Gigi Pengganti Seri dan Jumlah Gigi 1



2



24



3



24



24 28 32



86



40



100



48



127



56 64



24



48



24



48



24



56



28



56



28



49



28



64



30



64



30



56



32



72



32



68



100



32



60



36



86



39



72



127



36



64



40



100



40



76



37



66



44



127



44



86



40



68



48



96



48



72



48



72



4 76 78 80 84 86 90 96 100 (127)



(Sumber: Dwi R, 2014:17) Adapun pembagian diferensial, dapat dihitung dengan menggunakn rumus sebagai berikut: U



=



(Z’ – Z ) x



40 Z’



..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ... (Dwi R, 2014:10)



Keterangan: U



= Jumlah gigi pengganti



Z



= Jumlah pembagian yang diperlukan.



Z’



= Jumlah pembagian pengganti.



40



= Angka perbandingan transmisi.



PPG SM3T UNY 2016 | 11



Contoh Soal: Akan dibuat sebuah roda gigi menggunakan mesin frais. Jika jumlah gigi yang akan dibuat adalah 97 gigi, maka tentukanlah: a. Putaran engkol dan pembagiannya. b. Jumlah gigi pada roda-rda gigi tambahan. Penyelesaian: a. Dengan menggunakan pembagian langsung, diperoleh: 40



Nc =



40



=



putaran Z 97 Piringan pembagi dengan jumlah lubang 97 tidak ada. Umpamakan gigi yang akan dibuat adalah 90, maka putaran engkolnya adalah: 40



Nc =



=



40



=



4



8



putaran Z 90 9 18 Jadi, engkol diputar 8 lubang pada piring pembagi dengan jumlah lubang 18. =



b. Dengan perumpamaan jumlah gigi 90 tersebut berarti piring pembagi harus mundur 7 gigi untuk satu putaran benda kerja. Putaran piring pembagi ini dapat terlaksana jika dipasang roda-roda gigi tambahan. Untuk menentukan jumlah roda gigi tambahan, dapat digunakan rumus: U



=



(Z’ – Z )



x



U



=



(90 – 97)



x



40 Z’ 40



= -



280



90 90 Tanda negatif menunjukkan bahwa arah putaran piring pembagi belawanan dengan putaran engkol. U



=



-



280 90



=



-



14 9



x



20 10



Angka-angka 14, 9, 20 dan 10 di atas menunjukkan jumlah roda gigi tambahan yang harus dipasang. Apabila dilihat pada Tabel 2 di atas, roda gigi dengan jumlah ggi tersebut tidak ada. Agar diperoleh roda gigi yang sesuai, maka harus dihitung kembali dengan menggalikan penyebut dan pembilang dengan bilangan yang sama dengan jumlah gigi roda pengganti yang tersedia pada perhitungan pecahan. Angka pecahan



14 9



kita kalikan masing-masing dengan 4, sehingga menjadi



14 2 = 9 1 48 sehingga menjadi 24 Angka pecahan



56 36



dikalikan masing-masing dengan 24, sehingga menjadi



PPG SM3T UNY 2016 | 12



Hasil perbandingan putarannya adalah: U



=



14



-



20



x



9



56



=



10



36



48 x



24



Jadi, roda gigi tambahan yang dibutuhkan, adalah: A = 56, B = 36, C = 48 dan D = 24. Soal Latihan: Hitunglah angka putaran engkol, pring pembagi dan susunan roda gigi pengganti, jika akan dibuat roda gigi dengan jumlah gigi: 63, 75, 89, 114, dan 163.



4. Pembuatan Sudut dengan Kepala Pembagi Selain digunakan untuk pembuatan segi banyak, kepala pembagi juga dapat digunakan untuk pembuatan sudut tertentu. Adapun rumus yang dapat digunakan, yaitu: α



Nc = i



putaran 360 Karena i yang terdapat pada kepala pembagi 40:1, maka: α



Nc =



putaran



9



Contoh Soal: Membuat sudut 45O dan 60O. 



Membuat sudut 45O Nc =



45



= 5 putaran 9 Maka untuk membuat sudut 45O, engkol diputar sebanyak 5 kali putaran. 



Membuat sudut 60O Nc =



60



=



6



6



x



2



=



6



12



putaran 9 9 2 18 Maka untuk membuat sudut 60O, engkol diputar sebanyak 5 kali putaran ditambah 12 lubang pada piring dengan jumlah lubang 18.



PPG SM3T UNY 2016 | 13