Kepala Pembagi (Dividing head) Kepala pembagi pada mesin Frais merupakan alat bantu yang digunakan untuk pembagian benda kerja dalam beberapa bagian yang sama, contoh aplikasinya pada proses pengerjaan pada mesin Frais adalah pembuatan roda gigi,kepala baut, mur, pisau Frais dan sebagainya. Metoda pembagian pada kepala pembagi Pembagian pada kepala pembagi konvensional dalam prakteknya secara umum dibagi dalam tiga cara tergantung tingkat pembagian yang diinginkan yaitu pembagian langsung , pembagian tak langsung dan pembagian difrential. Pembagian langsung Apabila pembagian benda kerja tidak terlalu banyak atau pembagian yang tidak menghasilkan bilangan pecahan, dapat dilakukan pembagian langsung dengan menggunakan piring pembagi tetap (fixed dividing disk) dengan jumlah lubang 24 lubang dan kemungkinan pembagiannya adalah 2, 3, 4, 6, 8, 12, dan 24 Pembagian tak langsung Apabila pada pembagian menghasilkan bilangan pecahan (tidak genap) maka harus menggunakan alat bantu pembagian piring pembagi dengan jumlah lubang yang bervariasi dan dapat dipertukarkan . Pada pembagian tak langsung secara umum digunakan rumus sebagai berikut : N = 40/Z N = Pembagian pada kepala pembagi Z = Jumlah pembagian 40 = Perbadingan roda cacing dan ulir cacing pada kepala pembagi (1 : 40) Pada mesin Frais ACIERA umumnya mempunyai 3 piring pembagi yaitu No 1. No 2 dan No 3, setiap nomor mempunyai lubangsebagai berikut : No. 1 No. 2 No. 3 27 – 31 – 34 – 41 – 43 33 – 38 – 39 – 42 – 46 29 – 36 – 37 - 40 Lubang Lubang Lubang Contoh : Apabila akan membuat roda gigi dengan jumlah gigi 25, berapakah pembagian pada kepala pembagi. N = 40 / Z = 40 / 25 = 1. 15/25 atau 1 24/40 Artinya 1 putaran + 24 lubang pada piring pembagi dengan jumlah lubang 40 (piring pembagi No 3) Pembagian diferential Pembagian difrential dilakukan apabila tidak dapat dilakukan dengan pembagian tidak langsung, hal ini berlaku untuk bilangan yang tidak dapat dibagi diatas 50. Dalam prosesnya digunakan alat bantu gear box set yang harus ditentukan perbandingannya melalui rumus sebagai berikut : R = K (N’ – N) / N’ R = Perbandingan roda gigi gear box N’ = Jumlah pembagian pendekatan N = Jumlah pembagian sebenarnya K = Perbadingan roda cacing dan ulir cacing pada kepala pembagi (1 : 40) Apabila untuk memenuhi perbandingan roda gigi gear box digunakan 2 buah roda gigi (R = B/D) maka : N’ > N diperlukan 1 roda gigi prantara N’ < N diperlukan 2 roda gigiperantara atau tanpa roda gigi perantara Apabila untuk memenuhi perbandingan roda gigi gear box digunakan 4 buah roda gigi (R = A . B/ C . D) maka : B N’ > N diperlukan 2 roda gigiperantara atau tanpa roda gigi perantara N’ < N diperlukan 1 roda gigi prantara Contoh : Apabila diperlukan pembagian 157, maka 157 tidak dapat dibagi dengan metoda pembagian tidak langsung, harus dengan metoda pembagian diferential : R = K (N’ – N) / N’ = 40 (160 – 157) / 160 Jumlah pembagian pendekatan (N’) diambil 160 Perbandingan (Ratio) 0,75 = 0,75 ( N’ > N ) untuk pnyusunan roda gigi pada kotak roda gigi dapat diperoleh dari tabel dan dari tabel R = 24 . 48 / 24 . 64 Dengan keterangan bahwa roda gigi 24 menggerakkan roda gigi 24 dan gigi 24 seporos dengan gigi 64 dan gigi 64 menggerakkan 48 Roda gigi lurus (spur gear) Roda gigi lurus adalah salah satu komponen pemindah daya yang sangat umum dijumpai mesin otomotif, mesin ndustri dan mesin perkakas. Roda gigi lurus untuk tujuan produksi dapat dibuat secara masal dengan mesin khusus roda gigi dan dapat dibuat secara partial dengan menggunakan mesin freis, untuk pembuatan roda gigi lurus harus mengetahui karakteristik roda gigi dan rumus-rumus perhitungan roda gigi lurus dan dalam perihungan roda gigi dikenal dengan 2 cara yaitu Metrik Modul (M) dan Diametral pitch (DP) seperti yang akan dibahas sebagai berkut : Rumus perhitungan roda gigi lurus Keterangan : DK = Diameter kaki PD = Diameter pitch TD = Diameter kepala H = Tinggi gigi Z = Jumlah gigi M = Modul gigi DP = Diametral Pitch Sistem Modul (M) PD Sistem Diametral Pitch (DP) atau . M t PD Z.M TD Z. M 2 M Add 1. M Ddm 1,25 . M H M Add Ddm Metrik Modul Z DP Banyaknya gigi setiap inchi Z (inchi ) DP Z 2 TD DP DP 1 Add DP 1,157 Ddm DP H Add Ddm PD Contoh Perhitungan : Apabila akan membuat roda gigi dengan modul (M) 2 jumlah gigi roda gigi 25 tentukan ukuran atau dimensi yang diperlukan untuk pembuatan roda gigi tersebut : a) Untuk proses pembubutan harus menghitung diameter kepala (TD) roda gigi TD = Z. M + 2 M = 25 . 2 + 2 . 2 = 54 mm b) Untuk proses mesin frais harus memhitung tinggi gigi (H), dan pembagian pada kepala pembagi H = Add + ddm N = 40 / Z = 1. M + 1,25 M = 40 / 25 = 1 .2 + 1,25 . 2 = 4,5 mm = 1 24/40 Nomor pisau potong Pisau potong roda gigi setiap Modul (M) dan setiap DP terdiri dari 8 pisau, pemakaian setiap pisau akan tergantung pada jumlah roda gigi yang akan dibuat, berikut tabel untuk pemilihan pisau potong contoh: apabila membuat roda gigi Modul 2 dengan jumlah gigi 50 maka pisau potong yang digunakan adalah pisau potong No 6 atau 35 – 54 (lihat tabel) Modul (M) Diametral Pitch (DP) No. Cutter Aplikasi No. Cutter Aplikasi 1 12 - 13 1 135 - rack 2 14 – 16 2 55 – 134 3 17 – 20 3 35 – 54 4 21 – 25 4 26 – 34 5 26 – 34 5 21 – 25 6 35 – 54 6 17 – 20 7 55 – 134 7 14 – 16 8 135 - rack 8 12 - 13 6.3.3 langkah pembuatan roda gigi lurus 1) Menghitung ukuran diameter luar untuk proses pembubutan berdasarkan modul / DP gigi dan jumlah gigi yang akan dibuat. 2) Membuat bakalan roda gigi lurus pada mesin bubut dengan ketentuan ukuran dari hasil perhitungan (gunakan mandrel) 3) Seting benda kerja, benda kerja diharapkan cocentrik untuk menghindari bentuk gigi yang tidak sama. 4) Pemilihan pisau potong, pisau potong harus sesuai sesuai jumlah rada gigi yang dibuat (lihat tabel no roda gigi) 5) Menentukan pembagian pada kepala pembagi sesuai dengan jumlah gigi yang dibuat 6) Setting pisau potong dimana posisi benda kerja sumbu pisau potong sejajar dengan sumbu 7) Proses pemotongan, pastikan mur pengikat benda kerja dan pengikat mandrel mengikat sempurna kemudian lakukan pemotongan bertahap untuk menghidari kesalahan dan kerusakan. 8) Lakukan pemeriksaan dan pengukuran ketepatan roda gigi 6.4 RODA GIGI MIRING/HELIK Roda gigi helik adalah roda gigi poros sejajar yang mempunyai bentuk gigi miring/menyilang saling berlawanan terhadap pasangannya, pasangan roda gigi ini pada umumnya digunakan untuk memindahkan daya dengan beban besar dengan putaran tinggi karena bentuk giginya yang mampu memindahkan momen atau putaran melalui gigi tersebut dapat berlangsung secara halus (tidak berisik). Rumus berikut adalah rumus yang digunakan untuk menentukan parameter yang diperlukan untuk pembuatan roda gigii pada mesin Frais standart. 6.4.1 Sistim Modul (M) Keterangan : DK : Diameter kaki (mm) PD : Diameter pitch TD : Diameter kepala (mm) H : Tinggi gigi (mm) Add : Adendum (mm) Ddm : Dedendum Φ : Sudut helik M : Modul Z : Jumlah gigi Rumus sistim modul (M) Nama Simbol Rumus Perhitungan Diameter pitch PD PD = Z . M / cos φ Diameter kepala TD TD = PD + 2. M (mm) Tinggi gigi H H = Add + Ddm (mm) Addendum Add Add = 1. M (mm) Dedendum Ddm Ddm = 2,25 . M (mm) Lebar gigi B No Cutter ZP B = 10 x M ZP = Zn / Cos3 φ Zn = Jumlah gigi normal 6.4.2 Sistem DP (Diametral Pitch) Rumus sistem DP (Diametral Pitch) DP = Banyaknya gigi setiap satu inch (mm) Nama Simbol Rumus Perhitungan Diameter pitch PD PD = Z. / DP cos φ (inchi) Diameter kepala TD TD = PD + 2./DP Tinggi gigi H H = Add + Ddm (inchi) Addendum Add Add = 1 / DP (inchi) Dedendum Ddm Ddm = 1,157 / DP (inchi) (inchi) 6.4.3 Perhitungan Ratio gear bok pada pembuatan roda gigi helik R LW Lead benda kerja LM Lead mesin π . PD Tg. LM i x a x P LW Keterangan : Lead/kisar= Jarak tempuh setiap satu putaran ulir Ulir tunggal > Lead/kisar = pitch Ulir ganda = 2 Pitch i > Lead/kisar = Jenis ulir (ganda / tunggal) atau no of start a. = Ratio kepala pembagi dalam 1 putaran benda kerja P = Pitch ulir (jarak antar puncak ulir) LW φ π . PD Tg. Maka : Gigi C menggerakkan gigi A, gigi A dipasang 1 poros dengan gigi D, gigi D menggerakkan gigi B R A C . B . D Catatan : - Pasangan gigi gear box dengan 1 perantara digunakan untuk membuat roda gigi helik kiri - Pasangan gear box dengan 2 perantara atau tanpa perantara digunakan untuk membuat roda gigi helik kanan 6.4.4 Langkah Pembuatan Roda Gigi Helik Contoh : Bila akan membuat roda gigi helik dengan ketentuan sebgai berikut : Modul gigi = 2 , Jumlah gigi = 50 gigi, helik kiri dan sudut helik = 180. Berikut sebelum proses pemesinannya terlebih dahulu menetukan parameter yang diperlukan untuk pembuatan tersebut sebagi berikut : 1. Menghitung diameter pitch (PD) PD = Z . M / cos φ = 50 . 2 / cos 18 = 105,14 mm 2. Menghitung diameter kepala (TD) TD = PD + 2. M = 105,14 + 2 . 2 = 109,14 mm 3. Menghitung tinggi gigi (H) H = Add + Ddm = 1. M + 1,25 . M = 1 . 2 + 1,25 . 2 = 4,5 mm 4. Menghitung ratio gigi pengganti / gear box (R) R = LW / LM LW = π PD / Tg φ = π. 105,14 / Tg 18 = 1016,06 mm LM = i . a . P i = 1 ( karena ulir tranfortir meja mesin jenis ulirnya tunggal) a = 40 ( karena perbandingan kepala pembagi yang digunakan 1 : 40 atau satu putaran benda kerja = 40 putaran tuas pemutar kepala pembagi) P = 4 ( Pitch ulir tranfortir mesin yang digunakan adalah 4 mm) LM = 1 x 40 x 4 = 160 mm R = 1016,06 / 160 = 6,3503 Untuk penyusunan roda gigi gear box dengan R = 6,3503 dapat dilihat pada table (lembar lampiran) dari table diperoleh Gigi A = 100, Gigi B = 86, gigi C = 56 dan gigi D = 24 sehingga penyusunannya sebagai berikut : R = A . B / C . D = 100 . 86 / 56 . 24 Gigi C menggerakkan gigi A, gigi A seporos dengan gigi D, gigi D menggerakkan gigi B ( lihat gambar penyusunan) 4. Pembubutan bakalan roda gigi, bubut dengan
Kepala pembagi standar memiliki ratio pasangan cacing adalah 1 : 40 dengan kata lain setiap tuas pemutar diputar 40 kali maka kepala akan berputar 1 putaran penuh (360°). Jika tuas pemutar pada gambar 1.3 diputar 1 kali maka kepala akan berputar 1/40 putaran (360/40) atau 9°. Inilah yang akan menjadi dasar pembagian tak langsung pada penggunaan kepala pembagi.
Seperti ditunjukan pada gambar 1.1 Pada kepala pembagi, kemiringan kepala dapat diatur dari -5° s/d 110°. Untuk mengatur kemiringan dengan cara mengendorkan baut pengunci sudut seperti ditunjukan pada gambar 1.2 dan gambar 1.4. Kemiringan ini diperlukan ketika membuat bevel gear (roda gigi payung)
Gambar 1.2 Tampak atas kepala pembagi
Gambar 1.3 tampak samping kanan kepala pembagi
Gambar 1.4 tampak depan kepala pembagi
Pembagian tak langsung.
Pembagian tak langsung didapatkan dari putaran poros cacing terhadap roda cacing yang dibantu oleh lubang-lubang keping pembagian pada poros cacing sebagai indeks. Pada kepala pembagi pembagian tak langsung diperoleh dari persamaan 1.1 berikut.
Keterangan dari persamaan 1.1 :
Nz = Jumlah putaran engkol / tuas pemutar.
i = ratio pasangan cacing (40)
z = jumlah pembagian (jumlah gigi pada roda gigi yang dibuat)
Keping pembagian yang dipergunakan pada kepala pembagi ini antara lain :
Keping 1 depan = 24, 25, 28, 30, 34
Keping 1 belakang = 37, 38, 39, 41, 42, 43
Keping 2 depan = 46, 47, 49, 51, 53
Keping 2 belakang = 54, 57, 58, 59, 62, 66
Contoh perhitungan putaran engkol :
Sebuah roda gigi lurus dengan jumlah gigi 32 akan dikerjakan dengan kepala pembagi dengan keping pembagi dengan lubang 24, 25, 28, 30, 34, maka jumlah putaran engkol yang digunakan adalah
Pada hasil perhitungan penyebut pada pecahan campuran di atas haruslah disamakan dengan lubang pembagian yang ada sehingga hasilnya menjadi :
Maka untuk melakukan pembagian sebanyak 32 sisi atau gigi, putaran engkol yang diperlukan untuk membuat 1 sisi atau gigi adalah 1 putaran ditambah 6 lubang pada keping berjumlah 24 lubang. Dan diulangi sebanyak 32 kali untuk dapat menghasilkan 32 sisi atau gigi.
Untuk menghitung pertambahan lubang pada keping pembagian dapat dilihat pada gambar 1.5 :
Gambar 1.5 Penghitungan jumlah lubang
Yaitu dihitung mulai dari 0 (nol), kemudian pembatas lubang diatur untuk membatasi dari 0-6 lubang sesuai dengan perhitungan. Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi agar setiap melakukan pengulangan pembagian tidak terjadi kesalahan perhitungan lubang. Contoh diatas pada gambar 1.5 adalah penambahan jumlah lubang sebanyak 17 lubang.
Sumber : Buku petunjuk roda gigi karangan Kristoforus A.M
17. Roda gigi dengan jumlah gigi 18 akan dibuat dengan sistim pembagian sederhana. Apabila perbandingan transmisi antara roda gigi cacing dengan ulir cacing = 40 : 1 dan tersedia piring pembagi berlubang 18, maka putaran engkol pembaginya adalah ....
A. 2 putaran + 16 lubang
B. 2 putaran + 10 lubang
C. 2 putaran + 8 lubang
D. 2 putaran + 6 lubang
Bahan Ajar Frais Kepala Pembagi
Dokumen tersebut menjelaskan tentang kepala pembagi/dividing head dan jenis-jenis pembagian yang dapat dilakukan, yaitu pembagian langsung, pembagian sederhana, pembagian diferensial, dan pembagian sudut. Kemudian memberikan contoh perhitungan untuk setiap jenis pembagian tersebut.
17. Bahan logam akan difrais dengan cutter dengan diameter 40 mm, dan dipakai Cs = 24 m/menit. Kecepatan putar mesin yang digunakan secara teoritis sebesar .... A. 82,16 putaran /menit B. 116,77 putaran /menit C. 191,08 putaran /menit D. 960 putaran /menit
E. 1.320,67 putaran /menit
Keterangan :v = kecepatan potong (meter/menit)d = diameter mata bor (mm atau m)n = putaran mesin (putaran/menit)
Rumus Perhitungan Operasi Pada Mesin Bubut Frais Dan Bor
Dokumentasi hasil pengukuran
Order number : ...................
Object name : ...................
Drawing number : ...................
Part number : ...................
Amount : ...................
Parameter-Parameter Mesin Frais
