pengefraisan roda gigi heliks / helical gear cutting with milling machine

 Roda gigi helik
Akan dibuat rodagigi dengan data sebagai berikut :

z (jumlah gigi)  : 33 gigi
mn (modul normal) : 1,5 mm 
β (sudut heliks) : 12°

            Pada pengefraisan roda gigi helik proses yang ditempuh tidak berbeda jauh dengan pengefraisan roda gigi lurus, dari proses pembubutan dan persiapan alat potong sama, namun yang membedakan ialah besarnya diameter kepala yang didapatkan dari perhitungan persamaan 


Dk       = Diameter Kepala      = Dp + 2mn                 = mv.z + 2mn

keterangan :
mv = modul bayangan ( tergantung kemiringan heliks)

mv = mn/cos β 

mv = 1,5 / cos 12°

mv = 1,5 / 0,978

mv = 1,533 mm 

Dk = 1,533x33 + 2x1,5

Dk = 53,6 mm

Kemudian pada saat proses pengefraisan ada beberapa komponen mesin yang harus disetting terlebih dahulu seperti kemiringan kepala dan roda gigi pengganti. Pengefraisan roda gigi helik kali ini menggunakan material benda kerja dari polypropylen dengan kecepatan potong ditentukan 100 m/menit karena tergolong material lunak lenih lunak dari aluminum dengan kecepatan potong 100 m/menit untuk material alat potong HSS dilihat dari tabel kecepatan potong. Sesuai dengan perhitungan dari persamaan kecepatan potong putaran mesin yang digunakan adalah 1000 rpm. Laju pengumpanan sesuai dengan perhitungan dari persamaan feeding adalah 400 mm/menit dengan data laju pengumpanan dari tabel feeding. Karena dirasa terlalu cepat maka laju pengumpanan yang digunakan adalah 100mm/menit. 

Berikut adalah langkah proses yang dilakukan di mesin frais.

1.        Persiapan mesin dan kepala pembagi

a.       Menentukan dan memasang roda gigi pengganti

Untuk menentukan roda gigi pengganti yang akan dipakai saat pengefraisan roda gigi helik dapat dilakukan perhitungan panjang kisar dengan persamaan 

Keterangan:

P = panjang kisar helik
D = diameter kepala roda gigi
β = sudut kemiringan heliks

kemudian panjang kisar hasil perhitungan disesuaikan dengan tabel roda gigi pengganti. 

Dari hasil perhitungan  dengan diameter kepala 53,6 mm dan kemiringan helik 12° sesuai dengan tuntutan gambar kerja sehingga dari perhitungan persamaan

P = 3,14x53,6 / tangen 12°
P =  792,1

dari perhitungan persamaandiatas didapatkan panjang kisar 792,1 mm, Dari  tabel roda gigi pengganti angka yang mendekati adalah 804,57 mm dengan susunan roda gigi pengganti adalah A = 35, B = 55, C = 25, D = 80. 

Susunan penasangan roda gigi pengganti dapat dilihat pada gambar yang terdiri dari dua bagian yaitu roda gigi pengganti dan roda gigi perantara  dengan susunan ratio roda gigi perantara 1:1. Arah putaran kepala pembagi diterntukan dari susunan roda gigi seperti ditunjukan pada gambar, jika menginginkan arah putaran searah jarum jam maka arah putaran roda gigi D juga harus searah ketika eretean sumbu X mesin diputar maju (searah jarumjam) demikian pula sebaliknya.

Gambar Susunan roda gigi perantara 1:1

Gambar Susunan roda gigi pengganti.

b.      Menentukan jumlah putaran engkol dan keping pembagi.

Sesuai dengan tuntutan gambar kepala pembagi harus disetting untuk membuat pembagian sebanyak 33 gigi, dengan persamaan 

dengan i = 40

dan tabel keping pembagai sebagai berikut

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

atau dapat disesuaikan dengan keadaan pada mesin masing-masing

 

dari persamaan maka jumlah putaran engkol adalah 1 putaran penuh ditambah 14 lubang pada keping pembagi 66 lubang. Penghitungan penambahan lubang dapat dilihat pada gambar  kemudian dibatasi dengan pembatas lubang.

Gambar  Jumlah lubang keping pembagi

c.       Menentukan kemiringan spindel

Dalam proses pengefraisan roda gigi helik spindel mesin harus mengikuti kemiringan dari helik roda gigi. Untuk menentukan kemiringan spindel harus disesuaikan dengan arah putaran helik, jika arah putaran helik searah jarum jam maka kemiringan spindel juga harus diputar searah jarum jam dilihat dari dalam spindel, seperti pada gambar jika dilihat dari depan spindel maka arah putaran untuk kemiringan adalah berlawanan arah jarum jam untuk menghasilkan arah putaran helik searah jarum jam. Besarnya sudut kemiringan didapatkan dari perhitungan persamaan 

dengan panjang kisar yang digunakan dalam perhitungan adalah panjang kisar yang ditentukan ketika itu. Pada proses kali ini panjang kisar adalah 804,57 mm sehingga kemiringan spindel adalah 11,96° searah jarum jam.

Gambar  Kemiringan spindel

d.      Setting nol alat potong.

Pemasangan benda kerja seperti terlihat pada gambar yaitu dipasang dengan bantuan mandrel. Ketinggian alat potong disetting center dengan sumbu kepala pembagi pada mata potong tengah seperti terlihat pada gambar, dengan ketentuan yang disetting adalah mata potong yang menghadap benda kerja atau searah dengan sumbu Y mesin 

Gambar  setting center pisau frais

Proses setting nol cutter dilakukan setelah benda kerja terpasang baik dan ditumpu dengan center tailstock kepala pembagai, serta cutter sudah di setting center dengan sumbu kepala pembagi, cara setting nol seperti dijelaskan pada pengefraisan roda gigi lurus.

2.        Proses penyayatan

Proses penyayatan seperti ditunjukan pada gambar urutan proses sama dengan pengefraisan roda gigi yaitu penyayatan pengasaran denngan kedalaman 3mm satu kali sayat sampai 33 kali penyayatan sesuai jumlah gigi dan penyayatan penghalusan dengan kedalaman 0,25 mm sehingga total kedalaman 3,25 sesuai dengan tinggi gigi hasil perhitungan. 

Gamabar penyayatan pengasaran

Gambar  Penyayatan penghalusan

3.        Roda gigi hasil pengefraisan.

Roda gigi yang sudah selesai dibuat dilepas dari mandrel dan dibersihkan dari beram yang menempel. Pada gambar terlihat roda gigi yang sudah selesai dikerjakan.

Gambar  roda gigi hasil pengefraisan