TI.4304 Metrologi & Perancangan Alat Bantu
KONSEP TOLERANSI
Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik - Unsika 1
Pendahuluan
2
Pendahuluan • Pompa sentrifugal • Mengalirkan air sampai ketinggian tertentu dengan kapasitas dan kecepatan tertentu • Dudukan poros direncanakan menggunakan bantalan luncur • Komponen mesin memiliki karakteristik geometrik yang ideal bila: – Ukuran/dimensinya teliti – Memiliki bentuk yang sempurna – Permukaan yang halus 3
Pendahuluan • Sumber penyimpangan dimensi selama proses pemesinan: – Penyetelan mesin perkakas – Pengukuran geometri produk – Gerakan mesin perkakas – Keausan pahat/perkakas potong – Perubahan temperatur – Pengaruh besarnya gaya pemotongan 4
Sifat-Sifat Permukaan • Kesesuaian suatu benda kerja terhadap tujuan yang telah ditentukan bergantung kepada: – Sifat-sifat internal (internal properties), seperti: sifat material, ketidak-kontinyuan internal, dan ketidaksempurnaan internal – Kondisi permukaan (surface condition)
• Kondisi permukaan meliputi sifat-sifat dari batas zona permukaan, yaitu : sifat kimia, sifat mekanik, dan sifat geometrik
5
Sifat-Sifat Permukaan Surface condition Material properties of boundary layer Physical
Chemical
Hardness
Chemical composition
Residual stress Inhomogeneities Grain
Material Tests
Operational Tests
Geometrical properties Size dev. Geometrical dev. Waviness Roughness Crystal structure Edge dev. Surface discontinuities (cracks, pores, laps, etc) Shape Inspections
Gambar 1. Sifat-sifat permukaan, pengujian, dan inspeksi yang dilakukan 6
7
Sifat-Sifat Permukaan
8
Sifat-Sifat Permukaan
9
Sifat-Sifat Permukaan
10
Sifat-Sifat Permukaan
11
Sifat-Sifat Permukaan
12
Sifat-Sifat Permukaan
13
Sifat-Sifat Permukaan
14
Sifat-Sifat Permukaan
15
Sifat-Sifat Permukaan
16
Sifat-Sifat Permukaan Sifat Geometrik: didefinisikan sebagai deviasi terhadap elemen geometrik ideal (features) dari suatu benda kerja Elemen geometrik ideal (features) adalah bagianbagian dari seluruh permukaan benda kerja yang memiliki bentuk geometrik nominal yang unik
Gambar 2. Contoh-contoh elemen geometrik
17
Design Feature
18
Deviasi Geometrik Deviasi geometrik terdiri dari: deviasi ukuran (size deviations) deviasi bentuk (form deviations) deviasi orientasi (orientational deviations) deviasi lokasi (locational orientations) kekasaran (roughness) ketidakkontinyuan permukaan (surface discontinuities) deviasi sisi (edge deviations) 19
Deviasi Geometrik:
Deviasi ukuran (size deviations)
Deviasi ukuran (size deviations) merupakan perbedaan antara ukuran aktual dengan ukuran nominal umumnya disebabkan karena penyesuaian perkakas mesin (tool) yang tidak presisi dan variasi selama proses manufaktur (akibat pemakaian tool)
20
Deviasi Geometrik: Deviasi bentuk (form deviations)
Deviasi bentuk (form deviations) merupakan deviasi suatu feature terhadap bentuk nominal disebabkan antara lain oleh: defleksi perkakas permesinan, error pada benda kerja, defleksi kekerasan
21
Deviasi Geometrik: Deviasi orientasi Deviasi orientasi (orientational deviations) merupakan deviasi suatu feature terhadap bentuk dan orientasi nominalnya orientasi berkaitan terhadap satu atau lebih feature(s) umumnya disebabkan karena hal yang sama dengan deviasi bentuk serta ketidakpresisian fixture setelah pencekaman ulang (re-chucking)
22
Deviasi Geometrik: Deviasi lokasi Deviasi lokasi (locational deviations) merupakan deviasi suatu feature (permukaan, garis, atau titik) terhadap lokasi nominalnya deviasi lokasi juga mencakup deviasi bentuk dan deviasi orientasi, sehingga penyebabnya sama dengan penyebab deviasi ukuran, bentuk, dan orientasi
23
Deviasi Geometrik
Gambar 3. Deviasi bentuk, orientasi, dan lokasi
24
Deviasi Geometrik: Ketidakrataan Ketidakrataan (waviness) meliputi banyak atau sedikit ketidakteraturan periodik dari permukaan benda kerja dengan jarak lebih besar dari jarak kekasaran (roughness spacing) secara umum rasio antara jarak dan kedalaman ketidakrataan adalah 1000:1 dan 100:1 disebabkan oleh kesalahan fixture selama proses manufaktur, deviasi bentuk dari alat pemotong, dan vibrasi dari mesin, perkakas, atau benda kerja 25
Deviasi Geometrik: Kekasaran Kekasaran (roughness) meliputi ketidakteraturan periodik dan nonperiodik dari suatu benda kerja dengan jarak (spacing) yang kecil yang melekat (inherent) dengan proses pembentukan rasio antara jarak dan kedalaman kekasaran yang umum digunakan adalah antara 150:1 dan 5:1 disebabkan oleh pengaruh langsung sisi pemotongan, deformasi dari blasting, kristalisasi, dan efek kimia (seperti korosi) 26
Deviasi Geometrik
Gambar 4. Asesmen kekasaran dan ketidakrataan
27
Deviasi Geometrik
28
Deviasi Geometrik Ketidak-kontinyuan permukaan (surface discontinuity): merupakan potongan yang terpisah yang terdapat pada permukaan seperti retakan, lubang/pori Deviasi sisi (edge deviations): merupakan deviasi daerah pinggir/sisi dari benda kerja dari bentuk geometrik idealnya, seperti sisi yang bergerigi (tidak tajam)
29
Deviasi Geometrik Alasan pengklasifikasian ketidak-teraturan permukaan: • Jenis ketidakteraturan permukaan yang berbeda berasal dari penyebab yang berbeda pada proses manufaktur • Jenis ketidakteraturan permukaan yang berbeda seringkali memiliki dampak yang berbeda terhadap kesesuaian permukaan terhadap fungsinya • Tingkat kedalaman dari ketidak-teraturan sangat bervariasi 30
Deviasi Geometrik Deviasi juga diklasifikasikan ke dalam dua tingkatan: Deviasi makro: yaitu deviasi yang dapat diakses dengan alat ukur yang umum untuk mengakses ukuran, bentuk orientasi dan lokasi Deviasi mikro: yaitu deviasi yang dapat diakses dengan instrumen pengukuran kekasaran dan ketidakrataan
Deviasi permukaan dapat merupakan gabungan (superposisi) dari beberapa jenis deviasi
31
Deviasi Geometrik
32
Prinsip-prinsip Toleransi Setiap benda kerja akan memiliki deviasi terhadap bentuk nominalnya Oleh karena itu, setiap sifat (properti) benda kerja seperti: ukuran, bentuk, orientasi, dan lokasi harus memiliki toleransi tertentu yang dinyatakan dengan baik pada gambar benda kerja Faktor yang menjadi pertimbangan: Kepresisian (deviasi yang sekecil mungkin) Ekonomis (kesesuaian dengan metode produksi yang tersedia) Gambar toleransi benda kerja yang tidak lengkap akan menyebabkan: Pertanyaan bagi production planning engineer Pertanyaan bagi manufacturing engineer Pertanyaan bagi inspection engineer Pengerjaan ulang (reworking) Cacat 33 Kerusakan
Prinsip-prinsip Toleransi Konsep toleransi: Agar gambar benda kerja mudah dibaca dan dipahami, dilakukan standarisasi terhadap toleransi-toleransi umum (general) Toleransi umum (general) harus sama atau lebih besar dari akurasi workshop Toleransi umum (general) dinyatakan dalam suatu referensi terhadap standar dan kelas toleransi yang digunakan (pada bagian judul gambar) Toleransi yang menyatakan ‘harus lebih kecil’ diindikasikan secara individual 34
Prinsip-prinsip Toleransi Jika tidak terdapat standar yang umum, hal yang harus dilakukan adalah: Merujuk kepada standar perusahaan Mengindikasikan seluruh toleransi yang butuhkan untuk mendefinisikan geometri benda kerja Mengindikasikan seluruh toleransi yang dianggap mungkin untuk dilampaui oleh proses manufaktur yang telah direncanakan 35
TERIMA KASIH
36
• • • • • • • • • •
Mesin Bubut Manual Mesin Bubut CNC Mesin Milling Manual Mesin Milling CNC Mesin Drilling/Boring Mesin Scrap Mesin Las Mesin Roll Mesin Forging Mesin Sawing/Potong 37
38
