pengefraisan roda gigi lurus dan rack 7. Pengefraisan Roda Gigi Lurus Untuk pengefraisan roda gigi lurus diperlukan langkah-langkah tertentu agar pembuatan roda gigi yang dikerjakan pada mesin frais sesuai dengan rencana yang ditentukan. Langkah-langhkah pembuatan roda gigi lurus akan meliputi: 1. Penyiapan benda kerja termasuk penentuan dimensi 2. Pemasangan Benda kerja 3. Pemilihan, pemasangan dan setting pisau frais 4. Penentuan pembagian dengan kepala pembagi 5. Pemotongan 1. PENYIAPAN BENDA KERJA Pengefraisan roda gigi lurus dapat dilakukan pada benda kerja dengan poros menyatu (solid shaft gear blank) maupun benda kerja tanpa poros ( hollow gear blank). Proses pembuatan roda gigi merupakan kelanjutan dari pekerjaan bubut terutama dalam menbuat bahan dasarnya (blank). Oleh karena itu diperlukan langkah cermat dalam menyiapkan bahan dasar melalui proses bubut. a. penyiapan bahan roda gigi solid dalam proses pembubutan ini faktor penting yang harus diperhatikan adalah : 1) telitilah kelurusan senter kepala tetap dan kepala lepas, 2) pastikan center kepala tetap dan kepala lepas bersih agar didapat hasil bubutan yang silindris. b. Penyiapan bahan roda gigi tanpa poros (Hollow gear blank) Pada operasionalnya blank ini memerlukan mandrel untuik pengefraisannya. Oleh karena itu pengecekan terhadap konsentrisitas harus dilakukan dengan cermat. Gambar 113. Bahan Awal Roda Gigi c. Penentuan diameter bahan awal Faktor penting yang tidak boleh dilupakan dalam pembuatan bahan awal roda gigi adalah penentuan ukuran diameter. Dalam hal ini penentuan diameter bahan awal mengikuti beberapa rumusan yang telah dikemukakan pada bagian-bagian utama roda gigi. 1) Untuk metric Jika jumlah gigi dinyatakan dengan z dan modul dinyatakan dengan m, maka dapat ditentukan beberapa dimensi berikut: Contoh: Tentukan diameter bahan awal roda gigi lurus dengan jumlah gigi 25 dan modul 3 Penyelesaian: Diameter bahan awal = (z + 2) m = (25 + 2) 3 = 27 x 3 = 81 mm 2) Untuk sistem diametral pitch Penentuan diameter luar(diameter bahan awal) ditentukan oleh jumlah gigi dan diametral pitchnya. Contoh: Tentukan diameter luar (diameter bahan awal) untuk roda gigi lurus dengan gigi berjumlah 25 dan diametral pitch 12 Selain penentuan diameter luar ukuran lain yang perlu nditetapkan adalah lebar dan ukuran untu pelek ditambah tinggi gigi (k + h). Untuk pembuatan roda gigi lurus dapat digunakan mesin frais horizontal, vertikal maupun universal. Mesin tersebut harus dilengkapi dengan beberapa kelengkapan antara lain: Ø pisau frais dengan modul yang sama dengan modul giginya Ø alat-alat penjepit, klem dan alat-alat pembawa Ø alat-alat ukur, jangka sorong, jangka bengkok, penyiku dan lainnya Ø blok gores dan semacamnya 2. PEMASANGAN BENDA KERJA Dalam pengefraisan roda gigi lurus, pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan menjepit benda kerja diantara dua senter kepala pembagi dan kepala lepas yang dilengkapi dengan pelat pembawa, dapat pula dilakukan dengan cara benda kerja dijepit dengan cekam rahang tiga yang dipasang pada poros kepala pembagi. 3. PEMILIHAN, PEMASANGAN DAN PENSETINGAN PISAU FRAIS a. Pemilihan Pisau Frais Dua faktor harus dipertimbangkan dalam memilih pisau frais yaitu: Ø ukuran gigi ditentukan dengan system metric atau system diametral pitch Ø bentuk gigi yang digunakan Praktisnya jika roda gigi akan dibuat dengan jumlah gigi besar maka ukuran diameter luar bahan dasar juga semakin besar dan pisau makin dalam pemakananya. Tetapi bila jumlah gigi sedikit maka ukuran diameter luar bahan dasar juga lebih kecil dan bekas pemakanan lebih tajam. Adalah tidak praktis untuk mengganti pisau untuk tiap ukuran roda gigi. Maka dibuat seri pisau yang dapat dipakai untuk pembuatan roda gigi dengan berbagai ukuran sebagaimana ditampilkan dalam Tabel 11 di bawah ini: Tabel 11. Seri Pisau Roda Gigi SERI PISAU JUMLAH GIGI YANG AKAN DI FRAIS No. 1 12 sampai 13 No. 2 14 sampai 16 No. 3 17 sampai 20 No. 4 21 sampai 25 No. 5 26 sampai 34 No. 6 35 sampai 54 No. 7 55 sampai 134 No. 8 135 sampai ke atas b. Pemasangan Pisau Frais Pisau frais harus dipasang secara mantap pada spindle utama mesin frais. Kebersihan, kerusakan pisau harus di teliti terlebih dahulu sebelum dipasang agar pisau nantinya dapat berputar tanpa adanya gangguangangguan. Kesalahan pemasangan pisau dapat berakibat hasil pengefraisan yang tidak sesuai dengan harapan. Untuk pengefraisan roda gigi lurus, pisau frrais dapat di pasangkan pada arbor panjang. Cara pemasangan pisau ini lihat pada bab pemasangan pisau c. Pensetingan Pisau Frais Dalam pembuatan roda gigi lurus, posisi pisau memegang peran yang sangat berarti dalam menentukan keberhasilan proses. Pemasangan pisau frais harus tegaklurus terhadap sumbu poros dan sumbunya satu garis dengan sumbu benda kerja. 4. Penentuan kedalaman pemotongan Kedalaman pemotongan harus ditentukan dan merupakan bahan pertimbangan dalam menseting pisau frais.: Cara menseting kedalaman pemotongan a. Gerakkan meja hingga benda kerja yang telah dicekam pada tempat yang akan disayat berada pada posisis tengah di bawah pisau. b. Tempelkan kertas tipis yang telah dibasahi pada permukaan benda kerja c. Hidupkan mesin hingga pisau frais berputar dan siap menyayat d. Dekatkan benda kerja menuju pisau frais hingga menyentuh kertas tipis. e. Bila pisau telah menyentuh kertas tipis, hentikan mesin dan setinglah ukuran pada angka nol f. Bebaskan benda kerja dengan menggerakkan lurus dan naikkan sesuai jedalaman yang disyaratkan g. Lakukan pemakanan hingga tercapai kedalaman yang ditentukan. 5. Penentuan pembagian dengan kepala pembagi Penggunaan kepal pembagi ditentukan oleh jumlah gigi nyang akan di frais. Penentuan pembagian dengan kepala pembagi dapat dilakukan dengan cara pembagian langsung maupun tidak langsung. Untuk pembagian langsung dapat dihitung dengan rumus Sedangkan untuk pembagian tidak langsung dihitung dengan : Selain penentuan putaran tersebut langkah-langkah penggunaan kepala pembagi paling tidak meliputi hal-hal di bawah ini: a. telitilah kelurusan kesenteran kepala pembagi dan kepala lepas dengan dial indikator dan bantuan mandrel b. Pasang benda kerja diantara dua senetre dan kencangkan kepala lepas c. Kencangkan dan usahakan backlash tidak terjadi dan mengganggu proses penghefraisan d. Hitunglah pembagian dengan kepala pembagi untuk membuat gigi yang ditentukan e. Kencangkan benda kerja dean siap untuk disayat 6. Pemotongan Gigi Setelah pemasangan benda kerja, pengecekan kelurusan pahat, penentuan speed dan feed, setting dalam pemotongan, dan setting kepala pembagi maka langkah selanjutnya adalah operasional pemotongan. a. sayatlah gigi pertama dengan poemakanan otomatis dan aturlah langkah meja sehingga akan berhenti apabila pahat telah sdsmapi di ujung benda kerja b. Setelah satu kalim openyeyatan telitilah ketepatan profil maupun ketepatan nukuran agar dapat dilakukan perbaikan bila masih kurang c. Lakukan pemakana npada gigi ke tiga dan selanjutnta hingga selesai. 7. Pengefraisan Roda Gigi Rack Untuk pengefraisan roda gigi rack diperlukan langkah-langkah tertentu agar pembuatan roda gigi yang dikerjakan pada mesin frais sesuai dengan rencana yang ditentukan. Langkah-langkah pembuatan roda rack akan meliputi: 1. Penyiapan benda kerja termasuk penentuan dimensi 2. Pemasangan Benda kerja 3. Pemilihan, pemasangan dan setting pisau frais 4. Penentuan pitch dan kedalaman pemotongan 5. Pemotongan 1. Penyiapan Benda kerja Pengefraisan roda gigi lurus dilakukan pada benda kerja dengan bentuk persegi. Proses pembuatan roda gigi merupakan kelanjutan dari pekerjaan frais terutama daklam menbuat bahan dasarnya (blank). Oleh karena itu diperlukan langkah cermat dalam menyiapkan bahasn dasar melalui proses frais Dalam proses pembuatan bahan awal rack, factor penting yang haris diperhatikan adalah kelrataan, kelurusan dan ketegaklurusan masingmasing bidang . Ukuran bahan awal dari roda gigi rack sangat tergantung dari fungsi dan kegunaannya, sehingga dimungkinkan vareasi yang amat banyak. Untuk pembuatan roda gigi rack dapat digunakan mesin frais horizontal, maupun universal. Mesin tersebut harus dilengkapi dengan beberapa kelengkapan antara lain: Ø pisau frais dengan modul yang sama dengan modul giginya Ø alat-alat penjepit, klem dan alat-alat pembawa Ø alat-alat ukur, jangka sorong, jangka bengkok, penyiku dan lainnya Ø blok gores dan semacamnya 2. Pemasangan Benda Kerja Dalam pengefraisan gigi rack, pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan menjepit benda kerja pada ragum, menggunakan fixture dan dapat pula diklem langsung di meja mesin. Pada pencekaman dengan ragum, benda kerja dicekam melintang sebessar 90 0 terhadap meja. Sedangkan untuk pengefraisan dalam jumlah banyak dapat dilakukan dengan menggunakan fixture guna mengurangi waktu setting. Pencekaman dengan klem dapat dilakukan dnegan dua klem yang didikatkan pada alur T meja mesin frais. Dicekam di Ragum Diklem Langsung Gambar 115. Pemasangan Benda Kerja dalam Pengefraisan Rack 3. Pemilihan, pemasangan dan pensetingan pisau frais Dalam pemilihan, pemasangan dan pensetingan pisau pada pengefraisan rack pada dasarnya sama dengan pemilihan, pemasangan maupun pensetingan pisau pada pengefraisan roda gigi lurus. 4. Penentuan kedalaman pemotongan Kedalaman pemotongan harus ditentukan dan merupakan bahan pertimbangan dalam menseting pisau frais. Pada umunya kedalaman pemotongan untuk system modul dan Diametral pitch dapat dihitung sebagi berikut: Cara menseting kedalaman pemotongan a. Gerakkan meja hingga benda kerja yang telah dicekam pada tempatb yang akan disayat berada pada posisis tengah di bawah pisau. b. Tempelkan kertas tipis yang telah dibasahi pada permukaan benda kerja c. Hidupkan mesin hingga pisau frais berputar dan siap menyayat d. Dekatkan benda kerja menuju pisau frais hingga menyentuh kertas tipis. e. Bila pisau telah menyentuh kertas tipis, hentikan mesin dan setinglah ukuran pada angka nol f. Bebaskan benda kerja dengan menggerakkan lurus dan naikkan sesuai jedalaman yang disyaratkan g. Lakukan pemakanan hingga tercapai kedalaman yang ditentukan dan jumlah gigi yang ditentukan 5. Pemotongan Gigi Setelah pemasangan benda kerja, pengecekan kelurusan pahat, penentuan speed dan feed, setting dalam pemotoingan, siap maka langkah selanjutnya adalah operasional pemotongan. a. sayatlah gigi pertama dengan poemakanan otomatis dan aturlah langkah meja sehingga akan berhenti apabila pahat telah sdsmapi di ujung benda kerja b. Setelah satu kalim openyeyatan telitilah ketepatan profil maupun ketepatan nukuran agar dapat dilakukan perbaikan bila masih kurang c. Lakukan pemakana npada gigi ke tiga dan selanjutnya hingga selesai. Pitch pada pengefraisan rack pada dasarnya sama dengan pitch pada penegfraisan rooda gigi lurus. Pitch dapat dihitung dengan rumusan berikut: Contoh: Tentukan pergeseran meja frais pada pengefraisan rack (pitch) pada rack modul 2 Penyelesaian: sedangkan untuk system diametral pitch, pitch dapat dihitung dengan rumus: Contoh Tentukan pergeseran meja frais pada pengefraisan rack (pitch) pada rack 12 DP Penyelesaian: Rangkuman 4 1. Roda gigi dapat dibedakan berdasarkan posisi poros antara roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan. a. poros sejajar (roda gigi lurus, roda gigi helik , roda gigi helik ganda, roda gigi dalam, roda gigi rack dan pinion) b. poros yang berpotongan (cacing dan roda cacing, roda gigi helik c. untuk poros yang bersinggungan (roda gigi paying/konis) 2. Langkah-langkah pembuatan roda gigi lurus dan Rack akan meliputi: a. Penyiapan benda kerja termasuk penentuan dimensi b. Pemasangan Benda kerja c. Pemilihan, pemasangan dan setting pisau frais d. Penentuan pembagian dengan kepala pembagi e. Pemotongan Kegiatan Belajar 5 Pengefraisan Roda Gigi Helik/Miring Uraian Materi 1. Bagian–bagian utama roda gigi miring Bagian-bagian utama roda gigi miring dapat dilihat pada gambar berikut ini: Gambar 116. Bagian-bagian Utama Roda Gigi Miring 2. Perhitungan Ukuran-ukuran Utama Roda Gigi Miring Ukuran-ukuran utama yang perlu diketahui dan dihitung pada pembuatan roda gigi miring meliputi: a. modul gigi b. diameter jarak bagi, diameter kepala, dan diameter kaki gigi c. tinggi kaki gigi, tinggi kepala, dan tinggio dari gigi menurut standar gigi yang berlaku d. jarak antara poros e. sudut gigi f. angka transmisi, untuk roda gigi yang berpasangan Perhitungan-perhitungan tersebut selengkapnya dapat disajikan pada Tabel 12. berikut. 3. Pengefraisan Roda Gigi Miring. Langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam melakukan pengefraisan roda gigi miring antara lain: a. Perhitungan ukuran roda gigi miring b. Pemilihan pisau frais c. Pemasangan roda gigi pengganti d. Pemasangan benda kerja e. Setting pahat terhadap benda kerja f. Setting meja mesin frais g. Setting dalam pemotongan h. Pemotongan gigi miring a. Perhitungan ukuran roda gigi miring. Beberapa ukuran yang harus diketahui sebelum pengefraisan roda gigi miring atara lain: 1) Diameter pitch 2) Diameter Luar 3) Kisar yang harus dipotong 4) Rasio pemindahan gigi Rasio pemindahan gigi merupakan perbandingan antara kisar benda kerja dengan kisar mesin. Sudut miring benda kerja merupakan sudut penyetelan juga untuk meja frais. Selanjutnya untuk mencari roda-roda tukar dapat digunakan rumus: b. Pemilihan Pisau Frais Dalam pengefraisan roda gigi lurus jumlah gigi yang akan difrais dan pitch menentukan jenis pisau yang akan dipakai. Namun demikian dalam pengefraisan roda gigi miring, sudut kemiringan mengakibatkan pitch menjadi lebih besar dibanding dengan roda gigi lurus meskipun pada jumlah dan ukuran gigi yang sama. Oleh karena itu diperlukan jenis pisau yang berbeda pula. Nomor pisau dalam pengefraisan roda gigi miring tidak ditentukan oleh junlah gigi, namun ditentukan oleh jumlah gigi bayangan pada roda gigi bayangan. Jumlah gigi bayanghan pada roda gigi bayangan dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut; c. Pengaturan Roda gigi pengganti Pada pengefraisan miring tidak dapat dilepaskan dari pemasangan roda-roda gigi pengganti yang akan mengubungkan gerakan meja mesin frais dan gerakan spindel alat bantu. Roda gigi pertama dipasang pada meja mesin, roda gigi kedua dan ketiga dipasang pada quadrant plate dan roda gigi keempat dipasang pada alat bantu yang akan menggerakkan benda kerja (misal kepala pembagi). Jumlah poros dan jumlah pasangan gigi akan sangat ditentukan oleh arah pemotongan giginya. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penmasangan roda gigi antara alin: a. telitilah pengunci gerakan plat pembagi b. teliti dan pastikan putaran benda kerja dan dan meja pada arah yang benar c. yakinkan bahwa roda gigi terpasang dengan benar dan berputar dengan bebas serta tidak terkunci. d. Pemasangan Benda Kerja Dalam pengefraisan roda gigi miring, pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan menjepit benda kerja menggunakan mandrel diantara dua senter kepala pembagi dan kepala lepas yang dilengkapi dengan pelat pembawa, dapat pula dilakukan dengan cara benda kerja dijepit dengan cekam rahang tiga yang dipasang pada poros kepala pembagi dengan didudkung senetr maupun tanpa didukung senter. Penting artinya untuk memastikan bahwa benda kerja terpasang dengan mantap pada mandrel dan mampu menahan gerakan benda dibawah tekanan yang dihasilkan dari proses pemotongan. e. Setting kesenteran pisau terhadap benda kerja Langkah terpenting sebelum mengatur kedudukan meja mesin adalah menempatkan pahat sesumbu dengan benda kerja f. Setting Meja Mesin Meja mesin harus diatur sebesar sudut miring yang akan dipotong. 1) untuk roda gigi miring kanan: putar ujung kanan meja mendekati kolom 2) untuk roda gigi miring kiri, putar ujung kiri meja mendekati kolom g. Setting kedalaman pemotongan Perhitungan kedalaman pemotongan pada pengefraisan roda gigi miring sam dengan kedalaman pemotongan pada roda gigi lurus Kedalaman pemotongan = 2,25 x m h. Pemotongan gigi Prinsip kerja pemotongan roda gigi miring dapat diilustrasikan dalam gambar berikut: Gambar 117. Prinsip Pembuatan Roda Gigi Helik Benda kerja membuat gerakan putar sekeliling sumbunya (anak panah 1). Benda kerja memperoleh gerakan putar ini dari poros pembagi (poros roda) dari kepala pembagi. Poros pembaginya digerakkan oleh sekerup penghantar dari meja frais dengan perantaraan roda-roda tukar. Meja frais yang diputar meliputi sudut miring atau sudut penyetelan ß.. melakukan gerakan ingsutan yang lamban (anak panah 2). Setelah satu putaran penuh, benda kerja harus sudah bergeser menurut arah panjangnya sepanjang jarak yang sama dengan kisar pw dari garis sekerupnya. Pisau frais yang dipasang pada poros frais melakukan gerakan utama penyayatan yang berlawanan (anak panah 3) Alur-alur berbentuk sekerup biasanya difrais dengan pisau – pisau frais piringan (kepingan). Frais-frais ini harus serong pada kedua sisinya untuk mencegah terjadinya penyayatan susulan. Bila langkah sekerupnya harus difrais dengan frais jari, maka tidak terdapat penyayatan susulan. Pemakaian frais jari sering tidak mungkin, masih mempunyai keuntungan juga bahwa meja fraisnya btidak perlu dirubah. Gambar 118. Urutan Kerja Pembuatan Roda Gigi Helik Gambar 119. Posisi Penyayatan Pembuatan Roda Gigi Helik Sudut miring benda kerja merupakan sudut penyetelan juga untuk meja frais. Selanjutnya untuk mencari roda-roda tukar dapat digunakan rumus. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pemotongan roda gigi miring antara lain: a. kecepatan pemakanan lebih rendah daripada kecepatan pemotongan roda gigi nlurus b. putaran pisau diatur sesuai dengan jenis bahan yang akan di frais dan bahan pisau frais c. pemakanan seharusnya dilakukan secara otomatis. Rangkuman 1) Ukuran-ukuran utama yang perlu diketahui dan dihitung pada pembuatan roda giogi miring meliputi: a. modul gigi b. diameter jarak bagi, diameter kepala, dan diameter kaki gigi c. tinggi kaki gigi, tinggi kepala, dan tinggio dari gigi menurut standar gigi yang berlaku d. jarak antara poros e. sudut gigi f. angka transmisi, untuk roda gigi yang berpasangan 2) Langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam melakukan pengefraisan roda gigi miring antara lain: a. Perhitungan ukuran roda gigi kiring b. Pemilihan pisau frais c. Pemasangan roda gigi pengganti d. Pemasangan benda kerja e. Setting pahat terhadap benda kerja f. Setting meja mesin frais g. Setting dalam pemotongan h. Pemotongan gigi miring

Pengefraisan Roda Gigi Lurus dan Rack

Uraian Materi 3

1. Fungsi Roda Gigi

Roda gigi merupakan batang bulat yang mempunyai gigi-gigi hasil dari pemotongan. Roda gigi dipasangkan pada sebuah poros yang akan mentransmisikan gerak tersebut kepada poros kedua dan selanjutnya.

Roda gigi dapat pula digunakan untuk merubah arah putaran/gerakan, meningkatkan kecepatan atau menurunkan kecepatan. Berbagai macam bentuk roda gigi dapat dibedakan berdasarkan posisi poros antara roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan.

a.         poros sejajar (roda gigi lurus, roda gigi helik , roda gigi helik ganda, roda gigi

       dalam, roda gigi rack dan pinion)

b. poros yang berpotongan (cacing dan roda cacing, roda gigi helik)

c. untuk poros yang bersinggungan (roda gigi payung/konis)

2. Berbagai Macam Roda Gigi

a. Roda gigi lurus

Roda gigi lurus pada umunya digunakan untuk memindahkan putaran antara dua poros yang sejajar. Gigi-gigi berbentuk lurus dan sejajar dengan poros yang digunakan. Apabila dua buah roda gigi dengan ukuran yang berbeda dipasangkan, roda gigi yang mempunyai ukuran lebih besar disebut gear dan roda gigi yang mempunyai ukuran lebih kecil disebut pinion. Roda gigi lurus biasanya digunakan untuk kecepatankecepatan rendah hingga sedang.

Beberapa contoh penggunaan roda gigi lurus antara lain untuk: roda gigi pemindah pada mesin bubut, mesin frais, roda gigi untuk pemindah cepat pada gearbox, starter pinion pada motor, hand winches untuk menggerakkan benda yang berat. Keuntungan penggunaan roda

gigi ini adalah: pembuatannya mudah, perbedaan kesenteran antar poros masih bisa ditoleransi.

Gambar 103. Roda Gigi Lurus