Pisau Fraise itu apa sih? Mengenal jenis pisau milling cutter

Ada banyak komponen mesin mobil dan motor maupun benda berkomponen logam yang bisa dibuat dengan pisau frais. Untuk melaksanakan berbagai operasi pengerjaan benda kerja logam pada mesin milling manual maupun CNC dan machining centre, dibutuhkan pisau yang kuat untuk mengukir material metal tersebut. Pisau frais digunakan sebagai alat potong yang sering juga disebut sebagai pisau frais atau milling cutter. Tidak seperti mata pahat pada mesin bubut atau mesin sekrap yang memiliki satu mata pemotong, pisau frais pada umumnya memiliki beberapa mata pemotong banyak dan jamak.

Ada beragam merek dan desain standar dari frais cutter, namun pada umumnya pisau frais mempunyai lebih dari satu galur (flute) dengan bentuk heliks. Bagian sepanjang tepi galur yang tajam disebut sebagai gigi. Di mana gigi pisau frais ini merupakan bagian yang memotong (menyayat) benda kerja yang difrais, dan beram atau tatal hasil penyayatan akan keluar dari pisau frais melalui galur.

Pisau frais biasanya mempunyai satu gigi atau lebih, di mana pisau frais yang memiliki 2, 3 atau 4 gigi merupakan pisau frais yang banyak digunakan.

Pisau frais dengan desain yang bergigi lebih banyak akan menyayat benda kerja dikecepatan tinggi dengan lebih cepat dan halus dibandingkan pisau frais dengan gigi lebih sedikit. Bentuk desain alur atau flute pisau frais biasanya dibuat berbentuk heliks, karena jika galur pisau frais dibuat lurus, maka ketika pisau frais digunakan untuk menyayat benda kerja pada satu saat seluruh panjang gigi akan menumbuk benda kerja dan cepat aus tergerus. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya getaran, serpihan logam susah dibuang, suhu tinggi dan memperkecil ketelitian pengefraisan dan permukaan hasil penyayatan yang kasar. Oleh karena itu, dengan membuat galur pisau frais berbentuk heliks akan membuat gigi pisau frais menyayat benda kerja secara bertahap sehingga memperkecil getaran dan meningkatkan ketelitian.

Desain Pisau frais umumnya berbentuk bulat panjang atau bulat pipih yang disekelilingnya terdapat gigi-gigi pemotong. Diameter pisau frais diukur antara puncak gigi pemotong yang satu dengan yang lainnya yang letaknya bersebrangan. Tebal atau lebar pisau frais diukur pada permukaan yang sejajar dengan sumbu pisau frais. Ukuran pisau frais biasanya dicantumkan pada bagian mukanya yang menunjukkan ukuran diameter pisau, tebal pisau dan diameter lubangnya.

Misalnya pada bagian muka pisau frais tercantum ukuran 4″ x 5″ x 1″, ini artinya pisau frais tersebut memiliki ukuran diameter 4″, lebar pisau 5″ dan diameter lubangnya 1″.

Pisau frais jenis solid
Lubang pisau frais dibuat dengan ketelitian yang tinggi sehingga bisa masuk dengan pas pada arbor mesin frais. Pada lubang pisau frais ini terdapat alur pasak sebagai tempat kedudukan pasak sehingga pisau frais akan terikat dengan kuat pada arbor.
Selain pisau frais yang berlubang, ada juga pisau frais yang nemiliki tangkai, seperti pisau frais ujung (end mill), pisau frais alur-T dan lain-lain.

Pada pemakaiannya pisau frais bertangkai ini dipasang dengan menggunakan peralatan pemegang atau penjepit pisau frais seperti cekam kolet ataupun tool holder.

Pisau frais jenis sisipan               Gigi pemotong sisipan

Pisau frais ada yang berupa pisau frais solid, ada juga yang berupa pisau frais sisipan. Pada pisau frais jenis solid, gigi pemotongnya merupakan satu kesatuan dengan badan pisau. Sementara itu, pisau frais jenis sisipan memiliki gigi pemotong yang terpisah dengan badannya, di mana pada pemakaiannya gigi pemotong ini disisipkan ke sekeliling badan pisau.

1. Nama Bagian-Bagian Pisau frais

Pisau frais mempunyai bagian-bagian yang masing-masing memiliki nama yang telah diidentifikasi. Nama bagian-bagian pisau frais ini adalah umum untuk semua jenis pisau frais.

a. Jarak Bagi (Pitch)

Jarak bagi atau pitch merupakan jarak angular antara gigi-gigi yang berdekatan. Jarak bagi ditentukan oleh jumlah atau banyaknya gigi pada sebuah pisau frais.

b. Muka gigi (Face of tooth)

Muka gigi adalah permukaan bagian depan gigi yang membentuk tepi pemotong.

c. Tepi pemotong (Cutting edge)

Tepi pemotong merupakan sudut pada masing-masing gigi yang melaksanakan penyayatan dari sebuah pisau frais.

d. Pendarat (Land)

Pendarat atau land adalah permukaan sempit yang letaknya berada di belakang tepi pemotong dari masing-masing gigi pisau frais.

e. Sudut tatal (Rake angle)

Sudut tatal atau rake angle adalah sudut yang terbentuk antara muka gigi dan garis tengah pisau. Sudut tatal menetapkan tepi pemotong (cutting edge) dan memberikan jalan kecil untuk tatal (beram) yang terpotong dari benda kerja.

f. Sudut bebas primer (Primary clearance angle)

Sudut bebas primer merupakan sudut kemiringan dari land masing-masing gigi. Sudut ini diukur dari garis singgung ke garis tengah pisau pada tepi pemotong. Dengan adanya sudut bebas primer ini akan mencegah gigi-gigi pisau frais menggesek benda kerja setelah melakukan penyayatan.

g. Sudut bebas sekunder (Secondary clearance angle)

Sudut bebas sekunder merupakan sudut yang menetapkan land dari masing-masing gigi dan memberikan kebebasan tambahan untuk laluan cairan pendingin dan tatal atau beram.

h. Sudut heliks (Helix angle)

Sudut heliks merupakan sudut yang terbentuk antara gigi pemotong dengan sumbu utama pisau frais. Sudut heliks yang besar digunakan untuk mengefrais material yang lunak sedangkan sudut heliks yang lebih kecil dipakai untuk mengefrais material yang keras.

i. Alur pasak (keyway)

Alur pasak terdapat pada semua jenis pisau frais yang pemasangannya pada arbor. Alur pasak merupakan tempat kedudukan pasak yang akan mengikat atau mengunci pisau frais pada arbor.

j. Diameter lubang (Hole diameter)

Diameter lubang pisau frais menentukan ukuran diameter arbor di mana pisau frais akan dipasang. Pada lubang pisau frais ini terdapat alur pasak.

2. Material Pisau Frais

Ada beberapa macam material yang umum digunakan sebagai bahan untuk membuat pisau frais, seperti: baja kecepatan tinggi atau HSS (high speed steel), karbida, dan kobalt.

a. Baja kecepan tinggi

Baja kecepatan tinggi atau HSS (High Speed Steel) nerupakan material yang banyak digunakan untuk membuat pisau frais. Pisau frais yang terbuat dari baja kecepatan tinggi umumnya memiliki warna yang mengkilap dan bobotnya relatif ringan. Pisau frais HSS ini digunakan untuk pengefraisan umum baik untuk benda kerja yang terbuat dari bahan ferro (besi dan baja) maupun non-ferro (bukan bahan dari besi).

b. Karbida

Karbida merupakan material yang umum digunakan sebagai bahan pembuat alat potong pada industri-industri sekarang ini. Selain dari bahan HSS, dewasa ini pisau frais banyak juga yang terbuat dari bahan karbida. Pisau frais karbida memiliki warna yang tidak mengkilap dan relatif lebih berat dibandingkan pisau frais HSS.

Pisau frais karbida memiliki sifat yang tahan terhadap pengikisan (abrasi). Karbida merupakan material yang kaku di mana pisau frais karbida dapat dipakai untuk menyayat benda kerja yang terbuat dari material yang keras. Dibandingkan pisau frais yang terbuat dari HSS, material karbida memang lebih mahal. Namun demikian, pisau frais karbida lebih tahan lama dan bisa dipakai pada kecepatan yang lebih tinggi dengan keausan lebih sedikit sehingga dalam jangka panjang pisau frais dari material karbida lebih ekonomis.

c. Kobalt

Dibandingkan pisau frais yang terbuat dari HSS, pisau frais yang terbuat dari baja kobalt kebih tahan terhadap panas dan tahan terhadap pengikisan. Pisau frais baja kobalt banyak digunakan untuk mengefrais benda kerja yang terbuat dari matetial yang keras, seperti titanium dan baja tahan karat (stainless steel). Material ini tersusun dari baja perkakas yang dipadu dengan kobalt sekitar 8%.

d. Material Pelapis

Sekarang ini banyak pisau frais yang diberi material pelapis. Pemakaian material pelapis ini dapat meningkatkan kekerasan permukaan pisau frais. Hal ini akan membuat umur pisau frais menjadi kebih lama serta dapat meningkatkan  kecepatan potong dan pemakanan (feed) hingga 15% sampai 25%.

Jenis matetial pelapis yang umum digunakan sebagai pelapis standar pisau frsis, antara lain: Titanium Nitride (TiN), Titanium Carbonitride (TiCN) dan Titanium Aluminum Nitride (TiAlN).

■ Titanium Nitride (TiN)

Dengan menggunakan pelapis Titanium Nitride pada pisau frais, maka umur pisau frais tersebut bisa menjadi kebih panjang. Pisau frais dengan pelapis TiN ini  bisa digunakan untuk mengefrais benda kerja yang terbuat dari baja paduan dan yang terbuat dari naterial alumunium. Suhu kerja maksimum pisau frais dengan pelapis TiN ini adalah 1100° F. Pelapis TiN mempunyai warna emas.

■ Titanium Carbonitride (TiCN)

Titanium Carbonitride adalah pelapis yang memiliki sifat tahan aus yang lebih baik daripada Titanium Nitride (TiN). Pisau frais dengan pelapis Titanium Carbonitride cocok digunakan untuk mengefrais benda kerja yang terbuat dari bahan besi cor, stainless steel, dan aluminium. Suhu kerja maksimun pisau frais dengan pelapis TiCN sekitar 750° F. Pelapis Titanium Carbonitride memiliki warna abu-abu kebiruan.

■  Titanium Aluminum Nitride (TiAlN)

Titanium Aluminum Nitride merupakan pelapis pisau frais yang baik digunakan untuk pengefraisan pada kecepatan yang sangat tinggi dan suhu kerja yang tinggi. Pisau frais dengan pelapis TiAlN cocok dipakai untuk mengefrais benda kerja yang terbuat dari besi cor, stainless steel, nikel paduan, dan titanium. Tetapi tidak cocok digunakan untuk mengefrais benda kerja dari aluminium. Pisau frais dengan pelapis TiAlN memiliki suhu kerja maksimum sekitar 1470° F, dan memiliki warna abu-abu ungu.

3. Jenis-jenis Pisau Frais

Ada bermacam-macam pisau frais yang umum dipakai untuk pengefraisan. Beberapa pisau frais dapat digunakan untuk beberapa operasi pengefraisan, yang lainnya hanya dapat digunakan untuk satu operasi saja. Ada pisau frais yang memiliki gigi lurus, ada juga pisau frais yang memiliki gigi heliks. Beberapa pisau frais mempunyai tangkai, yang lainnya tidak bertangkai tetapi mempunyai lubang.
Pada umumnya pisau frais memiliki nama sesuai dengan jenis operasi yang dikerjakannya.

a. Pisau Frais Rata (Plain Milling Cutter)

Pisau frais rata atau plain milling cutter merupakan pisau frais yang berbentuk silinder yang memiliki gigi-gigi pemotong di bagian kelilingnya, tetapi di kedua sisinya tidak terdapat gigi pemotong.
Pada dasarnya pisau frais ini digunakan unuk mengefrais rata permukaan benda kerja yang sejajar dengan sumbu pisau. Pisau frais rata ada yang memiliki gigi lurus ada juga yang bergigi heliks.

Bila ukuran lebar pisau kebih dari 3/4 inci maka biasanya pisau memiliki gigi heliks. Pisau frasis dengan ukuran lebar kurang dari 3/4 inci biasanya mempunyai gigi lurus. Jika pisau fraus rata ini memikiki ukuran lebar yang lebih besar daripada ukuran diameternya, sering disebut sebagai pisau frais slab (slab milling cutter). Pisau frais slab umumnya digunakan untuk mengefrais rata benda kerja yang memiliki permukaan yang luas dengan cepat. Pisau frais jenis ini dapat dioperasikan pada medin frais mendatar maupun mesin frais universal.
Pisau frais rata dapat juga dibedakan menjadi pisau frais rata kerja ringan dan pisau frais rata kerja berat

b. Pisau Frais Samping (Side Milling Cutter)

Pisau frais samping mirip dengan pisau frais rata (plain milling cutter), tetapi pada salah satu sisi atau kedua sisinya terdapat gigi pemotong.
Pisau frais samping dapat dibedakan menjadi pisau samping dua sisi, pisau samping gigi berselang-seling dan pisau samping satu sisi.

Pisau frais samping dua sisi

■ Pisau samping dua sisi

Pisau samping ini memiliki gigi yang lurus di kedua sisinya dan di bagian mukanya. Pisau samping ini dapat digunakan untuk mengefrais celah atau alur-alur yang besar pada permukaan benda kerja.

■ Pisau samping gigi berselang-seling (Staggered tooth side mlling cutter)

                                    Pisau samping gigi berselang-seling

Pisau ini nemiliki gigi yang berselang-seling (staggered tooth) ke arah kiri dan ke arah kanan, disusunnya gigi yang berselang-seling ini dimaksudkan untuk menghilangkan gaya dorong ke samping pada pisau dan arbor.  Pisau frais samping jenis ini biasanya digunakan untuk penyayatan kasar,  mengefrais alur-alur atau celah-celah.

■ Pisau samping satu sisi (Half side milling cutter)

 

Pisau samping satu sisi

Pisau samping ini mempunyai gigi pemotong hanya pada satu sisinya saja dan pada bagian mukanya. Pisau ini digunakan untuk pengefraisan benda kerja pada satu sisinya saja. Pisau samping satu sisi dapat juga dipakai untuk pengefraisan dua sisi, misanya kepala baut, yang dapat dilaksanakan dengan dua buah pisau samping satu sisi sekaligus, di mana keduanya dipasang secara bersama pada arbor mesin. Pemasangan pisau frais seperti ini sering disebut sebagai straddle milling.

c. Pisau Frais Muka (Face Milling Cutter)

Pisau frais ini digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja, di mana posisi bagian muka pisau bersama arbornya tegak lurus terhadap bidang benda kerja yang difrais.

Pisau frais muka

Pisau frais muka ada yang berbentuk pisau frais solid ada juga yang berupa pisau frais dengan gigi pemotong sisipan. Pisau frais muka jenis pisau solid biasanya terbuat dari material HSS, sedangkan pisau frais jenis susipan, di mana gigi pemotong sisipannya biasanya terbuat dari material karbida. Pisau frais dengan gigi pemotong dari karbida memiliki kecepatan menyayat logam 2 – 5 kali lebih cepat dari pisau frais yang terbuat dari material HSS.

d. Pisau Frais Sudut (Angular Milling Cutter)

Pisau frais sudut tidak memmiliki bentuk yang silindris seperti kebanyakan pisau frais yang lain, tetapi memiliki bentuk kerucut dengan gigi-gigi pemotong pada bagian kelilingnya. Pisau sudut ini ada yang berjenis cangkang (shell cutter) yang mempunyai lubang di bagian tengahnya dan ada juga jenis pisau sudut yang bertangkai. Ada beberapa jenis pisau frais sudut, seperti pisau sudut tunggal, pisau sudut ganda, dan pisau sudut ekor burung.

■ Pisau sudut tunggal (Single angle milling cutter)

                                        


                                                 Pisau frais sudut tunggal

Pisau sudut tunggal mempunyai satu sisi sudut dengan gigi-gigi pemotong pada permukaanya. Pisau sudut tunggal digunakan untuk penyayatan miring pada bagian tepi benda kerja, pembuatan alur miring, chamfer dan gigi-gigi pada roda racet. Pisau ini mempunyai sudut antara 40° sampai 80°.

■ Pisau sudut ganda (Double angle milling cutter)


Pisau sudut ganda memiliki dua sisi sudut dengan gig-gigi pemotong pada permukaannya. Pisau sudut ini dipakai untuk membuat alur-V, takikan, dan gigi gergaji. Besarnya sudut pada pisau frais ini ada yang 45°, 60°, dan ada yang 90°.

■ Pisau bentuk ekor burung (Dove tail milling cutter)

                                        Pisau frais ekor burung


Pisau bentuk ekor burung juga mempunyai satu sisi sudut dengan gigi-gigi pemotong pada permukaannya. Pisau jenis ini digunakan untuk membuat alur-alur berbentuk ekor burung, di mana alur-alur yang dihasilkannya biasanya memiliki suaian luncur.

e. Pisau Frais Bentuk 

 

Concave milling cutter



  

Convex milling cutter                      Corner rounded cutter

Pisau frais bentuk digunakan untuk mengefrais benda kerja dengan bentuk-bentuk tertentu, seperti bentuk cekung, bentuk cembung dan lain-lain. Ada beberapa jenis pisau frais bentuk antara lain pisau frais bentuk cembung (convex milling cutter), pisau frais bentuk cekung (concave milling cutter), pisau frais bentuk radius (corner rounded milling cutter).
Pisau frais bentuk mempunyai gigi-gigi pemotong pada bagian keliling pisau yang dibentuk dengan bentuk-bentuk tertentu untuk menghasilkan konfigurasi bentuk khusus pada permukaan benda kerja. Kontur dari tepi pemotong pisau frais ini akan terbentuk kembali dengan tepat pada permukaan benda kerja yang di frais.

f. Pisau Frais Roda Gigi


Pisau frais roda gigi sebenarnya merupakan pisau frais bentuk. Pisau frais ini digunakan untuk menyayat atau membentuk gigi-gigi pada roda gigi. Bentuk pisau frais roda gigi ada bermacam-macam ssesuai dengan jenis roda gigi yang akan dibuat, misalnya pisau frais untuk roda gigi lurus (spur gear), pisau frais untuk roda gigi kerucut (bevel gear), pisau frais untuk roda gigi cacing (worm gear).
Tiap-tiap pisau roda gigi mempunyai ukuran atau ketentuan tertentu yang biasanya dinyatakan dalam nomor, jumlah gigi atau modul dan sudut tekan (pressure angle).

g. Pisau Frais Alur-T (T-slot Milling Cutter)

Pisau ini digunakan untuk membuat alur yang berbentuk T seperti alur-alur yang terdapat pada meja mesin frais, meja mesin bor dan meja-meja kerja sejenis lainnya. Pisau ini memiliki tangkai berbentuk tirus atau lurus yang dapat dipasang pada arbor mesin frais tegak.

h. Pisau Frais Belah (Slitting Saw Milling Cutter)

Bentuk pisau belah adalah berbentuk piringan yang pada bagian kelilingnya terdapat gigi-gigi pemotong. Pisau frais ini dapat digunakan untuk membelah benda kerja atau untuk membuat alur.

Pisau frais belah

Pisau belah mempunyai bermacam-macam ukuran dengan jumlah gigi yang berbeda-beda. Hal-hal berikut dapat digunakan sebagai pedoman dalam pemakaian pisau belah:

– untuk membelah benda kerja yang tipis dan keras, dapat digunakan pisau belah dengan jumlah gigi pemotong yang lebih banyak.

– untuk membelah benda kerja yang lunak dan tebal, bisa dipakai pisau belah dengan jumlah gigi pemotong yang lebih sedikit.

– sewaktu menyayat benda jerja sedikitnya harus ada 3 gigi pemotong yang masuk menyayat benda kerja.

 i. Pisau Alur Pasak (Keyseat Milling Cutter)



Pisau frais yang bertangkai ini digunakan untuk membuat alur pasak pada benda kerja, membuat alur pasak pada poros atau alur pasak jenis woodruff.

j. Pisau Frais Ujung (End Mill Cutter)

 

Pisau frais ujung memiliki gigi-gigi pemotong disekeliling badannya dan di bagian ujungnya. Pisau frais ujung ada yang mempunyai tangkai (bertangkai lurus ataupun bertangkai tirus) dan ada juga yang tidak bertangkai. Pisau frais ujung yang bertangkai sering disebut pisau frais jari sedangkan yang tidak bertangkai sering disebut sebagai pisau frais cangkang (shell end mill cutter). Pada bagian tengah pisau frais cangkang terdapat lubang tembus yang memiliki alur pasak.
Pisau frais ujung dapat digunakan untuk pengefraisan muka, pengefraisan samping, pengefraisan menyudut, pengefraisan melingkar, pengefraisan alur atau pengefraisan profil.

Pisau frais ujung biasanya terbuat dari material HSS, baja kobalt atau dari karbida. Pisau frais ujung memiliki gigi lemotong pada bagian ujung pisau dan sekeliling pisau, di mana pisau frais ujung ini memiliki galur (flute) mulai dari 2 galur, 3 galur hingga 8 galur.

Ada beberapa jenis pisau frais ujung seperti berikut ini:

■ Pisau ujung kasar (Roughing end mill)

Pisau ujung kasar dapat menyayat benda kerja lebih cepat dibandingkan pisau ujung halus, tetapi hasil sayatannya kasar. Pisau frais ujung kasar umumnya dipakai sebagai pekerjaan awal pada benda kerja.

■ Pisau frais ujung halus (Finishing end mill)

Pisau ujung jenis ini menghasilkan permukaan sayatan yang halus, di mana pusau frais ujung halus ini digunakan untuk pekerjaan penyelesaian benda kerja yang sebelumnya telah dikerjakan dengan pisau ujung kasar.

■ Pisau frais ujung persegi (Square end mill)

Pisau frais ujung jenis ini digunakan untuk mengefrais sudut persegi pada bagian-bagian sudut benda kerja.

■ Pisau frais hidung bulat (Ball nose mill cutter)

 


Pisau ini mempunyai bagian tepi yang dibulatkan seperti bentuk belahan bola. Bagian tepi yang bulat pada ujung flute (galur) dari pisau ini dapat memperkecil tatal atau beram yang dihasilkan. Pisau jenis ini digunakan untuk pengefraisan alur bulat, pengefraisan fillet atau mengefrais radius bidang-bidang yang tegak lurus, pengefraisan kontur 3 dimensi seperti pada pembuatan cetakan (mould atau dies)  dan bentuk-bentuk bulat lainnya.

■ Pisau frais ujung cangkang (Shell end mill)





Pisau frais ujung cangkang atau shell end mill merupakan jenis pisau frais ujung yang tidak bertangkai. Pisau frais ujung jenis cangkang ini mempunyai lubang di bagian tengahnya di mana terdapat alur pasak. Pisau frais ini dipasang pada arbor untuk shell end mill. Pada pemakaiannya, lubang pisau dimasukkan ke dalam ke bagian ujung arbor yang memiliki pasak di permukaannya dan memiliki ulir di bagian dalamnya. Lalu sebuah baut pengikat disekrupkan pada ulir arbor dan diketatkan dengan kunci khusus.

k. Pisau Frais Layang (Fly Cutter)

Pisau frais layang atau fly cutter merupakan pisau frais dengan mata pemotong tunggal mirip dengan pahat bubut atau pahat sekrap. Pisau layang terdiri dari badan pisau di mana satu atau dua keping pemotong disisipkan ke dalamnya. Pisau layang dipasang pada arbor fly cutter dan jika spindel mesin berputar, maka pisau akan berputar bersama-sama arbor.

Pisau frais layang

Pisau frais layang digunakan untuk mengefrais rata permukaan benda kerja mirip dengan penggunaan pisau frais muka (face milling cutter).
Dibandingkan pisau frais layang, pisau frais muka mempunyai keunggulan seperti lebih kaku dan mampu menyayat lebih dalam. Namun begitu pisau frais muka merupakan alat potong yang mahal, sementara pisau layang merupakan alat potong yang murah, bahkan pisau frais layang dapat dibuat sendiri di bengkel.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *