Setelah mempelajari materi Parameter-parameter Pekerjaan Frais, peserta didik diharapkan mampu:

• Menjelaskan pengertian parameter pemotongan dalam proses frais.

• Mengidentifikasi jenis-jenis parameter pemotongan yang memengaruhi kualitas dan hasil pekerjaan frais.

• Menghitung kecepatan potong, kecepatan putar, gerak makan, dan kedalaman potong sesuai perhitungan dasar.

• Menerapkan parameter pemotongan yang sesuai pada praktik pekerjaan frais.

Contoh: 

Sebuah proses frais menggunakan pahat berdiameter 100 mm dengan putaran spindle 600 rpm. Hitung kecepatan potong (Vc) yang dihasilkan! (Gunakan rumus: Vc = π × D × n / 1000, dengan D dalam mm dan n dalam rpm, hasil dalam m/menit)

a. 157 m/menit
b. 188 m/menit
c. 200 m/menit
d. 220 m/menit

Jawaban: b. 188 m/menit

Pembahasan:
Vc = (π × D × n) / 1000 = (3,14 × 100 × 600) / 1000 = 188,4 m/menit ≈ 188 m/menit

2.  PUTARAN SPINDEL (n)

• Definisi: Putaran spindel (Spindle Speed) adalah kecepatan putar alat potong pada spindel mesin, diukur dalam putaran per menit (rpm).

• Fungsi: Nilai n dihitung berdasarkan Vc dan diameter alat potong yang digunakan. Ini adalah parameter yang langsung diatur oleh operator pada mesin frais.

• Rumus: 

n = (Vc x 1.000) / (π x d)

• Contoh: 

Dalam proses frais, digunakan pahat berdiameter 80 mm dengan kecepatan potong yang diinginkan 150 m/menit. Hitung putaran spindle (n) yang harus digunakan! (Gunakan rumus: n = (1000 × Vc) / (π × D))

a. 585 rpm
b. 597 rpm
c. 600 rpm
d. 610 rpm

Jawaban: b. 597 rpm

Pembahasan:
n = (1000 × Vc) / (π × D) = (1000 × 150) / (3,14 × 80) = 150000 / 251,2 ≈ 597 rpm 

3. GERAK MAKAN (F)

• Definisi: Gerak makan (Feed Rate) adalah kecepatan pergerakan alat potong relatif terhadap benda kerja, diukur dalam mm/menit.

• Fungsi: Gerak makan memengaruhi kualitas permukaan akhir dan waktu pengerjaan. Gerak makan yang terlalu cepat dapat menghasilkan permukaan yang kasar dan beban yang berat pada alat potong. Sebaliknya, gerak makan yang terlalu lambat tidak efisien dan dapat menyebabkan getaran atau panas berlebih pada ujung mata potong.

• Rumus: 

F=fz​×z×n

        di mana:

• • F = Gerak makan (mm/min)

  • fz​ = Gerak makan per mata potong (mm/tooth)

  • z = Jumlah mata potong pada alat potong

  • n = Putaran spindel (rpm)

• Contoh: 

Pada proses frais digunakan pahat berdiameter 100 mm dengan putaran spindle 600 rpm. Jika gerak makan per gigi (fz) = 0,1 mm/gigi dan jumlah gigi pahat (z) = 8, maka tentukan kecepatan pemakanan (Vf)!
(Rumus: Vf = fz × z × n)

a. 420 mm/menit
b. 450 mm/menit
c. 480 mm/menit
d. 500 mm/menit

Jawaban: c. 480 mm/menit

Pembahasan:
Vf = fz × z × n = 0,1 × 8 × 600 = 480 mm/menit

4. KEDALAMAN POTONG (DEPTH OF CUT)

• Definisi: Kedalaman potong adalah ketebalan material yang disayat dalam satu kali pemotongan. Terdapat dua jenis:

  • Kedalaman Potong Aksial (ap): Kedalaman potong pada arah tegak lurus terhadap meja. Ini adalah seberapa dalam alat potong masuk ke dalam material.

  • Kedalaman Potong Radial (ae): Kedalaman potong pada arah sejajar dengan meja. Ini adalah lebar pemotongan.

• Fungsi: Kedalaman potong memengaruhi beban pada alat potong dan waktu pengerjaan. Kedalaman potong yang terlalu besar dapat membebani mesin dan alat potong secara berlebihan. Penentuan kedalaman potong yang tepat sangat penting untuk menjaga keseimbangan antara produktivitas dan umur alat.

• Contoh: 

Dalam proses frais dengan pahat Ø100 mm dan kecepatan potong 188 m/menit, ditetapkan kedalaman potong (ap) = 2 mm dan lebar potong (ae) = 60 mm. Jika panjang pemotongan benda kerja = 120 mm, maka volume material yang disayat (Q) dapat dihitung dengan rumus:
Q = ap × ae × L. Berapakah nilai Q?

a. 12.800 mm³
b. 14.000 mm³
c. 15.200 mm³
d. 16.000 mm³

Jawaban: a. 12.800 mm³

Pembahasan:
Q = ap × ae × L = 2 × 60 × 120 = 14.400 mm³

5. LEBAR PEMOTONGAN (WIDTH OF CUT)

• Definisi : Lebar pemotongan (Width of Cut / ae) adalah bagian dari diameter pahat frais yang digunakan untuk menyayat benda kerja pada arah horizontal (radial direction). Biasanya dinyatakan dalam mm. Besarnya ae tergantung dari berapa banyak bagian pahat yang terlibat kontak dengan benda kerja.

• Fungsi :  Lebar pemotongan memiliki beberapa fungsi penting dalam proses frais, yaitu:

  • Mengatur beban pemotongan → semakin besar ae, semakin besar gaya pemotongan yang diterima pahat.

  • Mempengaruhi umur pahat → lebar pemotongan yang terlalu besar dapat mempercepat keausan pahat.

  • Menentukan efisiensi pengerjaan → ae besar → proses cepat, tetapi risiko getaran dan kerusakan pahat meningkat. ae kecil → proses lebih lama, tetapi lebih aman untuk pahat dan hasil permukaan lebih halus.

  • Berhubungan dengan kedalaman potong (ap) → kombinasi ae dan ap akan menentukan volume material yang terpotong per satuan waktu (Material Removal Rate / MRR).

• Contoh :  Misalkan digunakan pahat frais ujung (end mill) Ø 20 mm untuk memotong plat baja:

• • Kasus 1: ae kecil (misalnya 2 mm)

    • Hanya sebagian kecil diameter pahat yang bekerja.

    • Gaya pemotongan lebih ringan.

    • Cocok untuk finishing (hasil halus).

  • Kasus 2: ae sedang (misalnya 10 mm)

    • Setengah diameter pahat bekerja.

    • Beban pemotongan cukup besar, material lebih cepat terangkat.

    • Cocok untuk semi-finishing.

• Kasus 3: ae penuh (20 mm, sama dengan diameter pahat)

  • Seluruh diameter pahat bekerja.

  • Beban pemotongan paling besar, risiko getaran tinggi.

  • Cocok untuk roughing (pengerjaan awal, pengambilan material banyak).