METROLOGI INDUSTRI DAN STATISTIK 1

DAFTARISI Hal 1 2 5 7 10 10 14 21 30 31 1.KarakteristikGeometri 2.ToleransidanSuaian

3.CaraPenulisanToleransiUkuran/Dimensi

4. ToleransiStandardanPenyimpanganFundamental 5.Kondisipermukaan 6.Hargakekasaran

7.TandaPengerjaan 8.ToleransiGeometrik

9.Pengolahandananalisisdata 10StatistikIndustri

2

KARAKTERISTIKGEOMETRIKKarakteristikgeometrik(misalnya:besarnyakelonggaranantarakomponenyang berpasangan)berhubungandengankarakteristikfungsional.Karakteristikfungsionalmesin tidaktergantungpadakarakteristikgeometriksaja,tetapidipengaruhijugaoleh:kekuatan, kekerasan,strukturmetalografi,dansebagainyayangberhubungandengankarakteristik material.Komponenmesinhasilprosespemesinanbercirikankarakteristikgeometrikyang telitidanutama.Karakteristikgeometriktersebutmeliputi:ukuran,bentuk,dankehalusan permukaan. A.PenyimpanganSelamaProsesPembuatan Karakteristik geometrik yang ideal : ukuran yang teliti, bentuk yang sempurna dan permukaan yang halus sekali dalam praktek tidak mungkin tercapai karena ada penyimpanganyangterjadi,yaitu: 1 2 3 4 5 6 Penyimpangan yang terjadi selama proses pembuatan memang diusahakan seminimal mungkin, akan tetapi tidak mungkin dihilangkan sama sekali. Untuk itu dalam proses pembuatankomponenmesindenganmenggunakanmesinperkakasdiperbolehkanadanya penyimpanganukuranmaupunbentuk.Terjadinyapenyimpangantersebutmisalnyaterjadi pada pasangan poros dan lubang. Agar poros dan lubang yang berpasangan nantinya bisa dirakit,makaditempuhcarasebagaiberikut. 1 Membiarkanadanyapenyimpanganukuranporosdanlubang.Pengontrolanukuran penyetelanmesinperkakas, pengukurandimensiproduk, gerakanmesinperkakas, keausanpahat, perubahantemperatur,dan besarnyagayapemotongan.

sewaktuprosespembuatanporosdanlubangberlangsungtidakdiutamakan.Untuk pemasangannyadilakukandengancobacoba. 2 Membiarkanadanyapenyimpangankecilyangtelahditentukanterlebihdahulu.

Pengontrolanukuransangatdipentingkansewaktuprosesproduksiberlangsung.Untuk perakitannyasemuaporospastibisadipasangkanpadalubangnya.Carakeduainiyang 3

dinamakancaraproduksidengansifatketertukaran.Keuntungan cara kedua adalah proses produksi bisa berlangsung dengan cepat, dengan cara mengerjakannyasecaraparalel,yaitulubangdanporosdikerjakandimesinyangberbeda denganoperatoryangberbeda.Porosselalubisadirakitdenganlubang,karenaukurandan penyimpangannyasudahditentukanterlebihdahulu,sehinggavariasiukuranbisaditerima asalmasihdalambatasukuranyangtelahdisepakati.Selaindariitusukucadangbisadibuat dalamjumlahbanyak,sertamemudahkanmengaturprosespembuatan.Haltersebutbisa terjadi karena komponen yang dibuat bersifat mampu tukar (interchangeability). Sifat mamputukarinilahyangdianutpadaprosesproduksimodern. Variasimerupakansifatumumbagiprodukyangdihasilkanolehsuatuprosesproduksi, olehkarenaituperludiberikansuatutoleransi.Memberikantoleransiberartimenentukan batasbatas maksimum dan minimum di mana penyimpangan karakteristik produk harus terletak. Bagianbagian yang tidak utama dalam suatu komponen mesin tidak diberi toletansi, yang berarti menggunakan toleransi bebas/terbuka (open tolerance). Toleransi diberikanpadabagianyangpentingbiladitinjaudariaspek: 1 2 3 B.ToleransidanSuaian StandarISO2861:1988Part1:Basesoftolerances,deviationsandfits,sertaISO 2862:1988Part2:Tablesofstandardtolerancegradesandlimitadalahmerupakandasar bagipenggunaantoleransidansuaianyangdiikutibanyakperusahaandanperancang sampaisaatini.ToleransiukuranadalahperbedaanukuranControlLimit/UCL)danbatas bawahantarakeduahargabatasdimanaukuranatau jarakpermukaan/batasgeometri komponenharusterletak(lihatGambar15.1).

fungsikomponen, perakitan,dan pembuatan.

4

BeberapaistilahperludipahamiuntukpenerapanstandarISOtersebutdiatas.Untuk setiapkomponenperludidefinisikan: 1 2 3 ukurandasar(basicsize), daerahtoleransi(tolerancezone),dan penyimpangan(deviation).

Ukuran dasar adalah ukuran/dimensi benda yang dituliskan dalam bilangan bulat. Daerah toleransi adalah daerah antara harga batas atas dan harga batas bawah. Penyimpanganadalahjarakantaraukurandasardanukuransebenarnya. C.Suaian Apabila dua buah komponen akan dirakit maka hubungan yang terjadi yang ditimbulkan oleh karena adanya perbedaan ukuran sebelum mereka disatukan, disebut dengan suaian (fit).Suaianadatigakategori,yaitu: 1. SuaianLonggar(ClearanceFit):selalumenghasilkankelonggaran,daerah 5

toleransilubangselaluterletakdiatasdaerahtoleransiporos. 2. Suaianpaksa(InterferenceFit):suaianyangakanmenghasilkankerapatan,daerah toleransilubangselaluterletakdibawahtoleransiporos. 3. Suaianpas(TransitionFit):suaianyangdapatmenghasilkankelonggaranataupun kerapatan,daerahtoleransilubangdandaerahtoleransiporossalingmenutupi. TigajenissuaiantersebutdijelaskanpadaGambar15.3danGambar15.4.Untuk mengurangibanyaknyakombinasiyangmungkindapatdipilihmakaISOtelahmenetapkan duabuahsistemsuaianyangdapatdipilih,yaitu: 1.sistemsuaianberbasisporos(shaftbasicsystem), 2.sistemsuaianberbasislubang(holebasicsystem). Apabilasistemsuaianberbasisporosyangdipakaimakapenyimpanganatas toleransiporosselaluberharganol(es=0).Sebaliknya,untuksistemsuaianberbasis lubangmaka penyimpangan bawah toleransi lubang yang bersangkutan selalu bernilai nol (EI = 0).

6

D.CaraPenulisanToleransiUkuran/Dimensi Toleransi dituliskan di gambar kerja dengan cara tertentu sesuai dengan standar yang diikuti(ASMEatauISO).Toleransibisadituliskandenganbeberapacara: 1 2 Ditulismenggunakanukurandasardanpenyimpanganyangdiizinkan. MenggunakanukurandasardansimbolhurufdanangkasesuaidenganstandarISO,

misalnya:45H7,45h7,30H7/k6.

Toleransi yang ditetapkan bisa dua macam toleransi (Gambar 15.5), yaitu toleransi bilateral dan toleransi unilateral. Kedua cara penulisan toleransi tersebut yaitu a dan b sampaisaatinimasihditerapkan.Akantetapicarablebihkomunikatifkarena: Memperlancarkomunikasisebabdibakukansecarainternasional. Mempermudahperancangan(design)karenadikaitkandenganfungsi. 7

Mempermudahperencanaanproseskualitas. Padapenulisantoleransiadaduahalyangharusditetapkan,yaitu: a. Posisidaerahtoleransiterhadapgarisnolditetapkansebagaisuatufungsiukuran

dasar.Penyimpanganinidinyatakandengansimbolsatuhuruf(untukbeberapahalbisadua huruf).Hurufkapitaluntuklubangdanhurufkeciluntukporos. b. Toleransi,harganya/besarnyaditetapkansebagaisuatufungsiukurandasar.Simbol

yangdipakaiuntukmenyatakanbesarnyatoleransiadalahsuatuangka(seringdisebutangka kualitas). Contoh: 45 g7 artinya suatu poros dengan ukuran dasar 45 mm posisi daerah toleransi (penyimpangan)mengikutiaturankodegsertabesar/hargatoleransinyamenurutiaturan kodeangka7. Catatan:Kodeg7inimempunyaimaknalebihjauh,yaitu: Jikalubangpasangannyadirancangmenurutisistemsuaianberbasislubangakan terjadisuaianlonggar.Bisadiputar/digesertetapitidakbisadengankecepatan putarantinggi. Porostersebutcukupdibubuttetapiperludilakukansecaraseksama. Dimensinyaperludikontroldengankomparatorsebabuntukukurandasar45mm dengankualitas7toleransinyahanya25m.Apabilakomponendirakit,penulisan suatusuaiandilakukandenganmenyatakan ukurandasarnyayangkemudiandiikutidenganpenulisansimboltoleransidarimasing masingkomponenyangbersangkutan. Simbollubangdituliskanterlebihdahulu: H845H8/g7atau45H8g7atau45/g7 Artinyauntukukurandasar45mm,lubangdenganpenyimpanganHberkualitastoleransi 8,berpasangandenganporosdenganpenyimpanganberkualitastoleransi7. Untuk simbol huruf (simbol penyimpangan) digunakan semua huruf abjad kecuali I, l, o, q 8

danw(I,L,O,Q,danW),hurufinimenyatakanpenyimpanganminimumabsolutterhadap garisnol.HaltersebutdapatdilihatdiGambar15.6.Besarnyapenyimpangandapatdilihat padatabeldiLampiran. a. Hurufasampaih(AsampaiH)menunjukkanminimummaterialcondition(smallest shaftlargesthole). b. HurufJsmenunjukkantoleransiyangpadaprinsipnyaadalahsimetristerhadapgaris nol. c. Hurufksampaiz(KsampaiZ)menunjukkanmaximummaterialcondition(largest

shaftsmallesthole). E.ToleransiStandardanPenyimpanganFundamental 1. ToleransiStandar(untukDiameterNominalsampaidengan500mm) DalamsistemISOtelahditetapkan20kelastoleransi(gradesoftolerance)yangdinamakan toleransistandaryaitumulaidariIT01,IT0,IT1sampaidenganIT18.Untukkualitas5 sampai16hargadaritoleransistandardapatdihitungdenganmenggunakansatuan toleransii(toleranceunit),yaitu:

Dimana:i=satuantoleransi(dalamm) D=diameternominal(dalammm) Catatan:

9

Selanjutnyaberdasarkanhargasatuantoleransiimakabesarnyatoleransistandar dapatdihitungsesuaidengankualitasnyamulaidari5sampai16sebagaiberikut.

Sedangkanuntukkualitas01sampai1dihitungdenganrumussebagaiberikut. Kualitas Hargadalamum, sedangDdalammm Untukkualitas2,3dan4dicaridenganrumussebagaiberikut. IT2= IT3= IT4= (IT1IT3) (IT1IT5) (IT3IT5) IT01 IT0 IT1

0,3+0,008D 0,5+0,012D 0,8+0,020D

ISO 286 mengimplementasikan 20 tingkatan ketelitian untuk memenuhi keperluan industriyangberbedayaitu: a. b. IT01,IT0,IT1,IT2,IT3,IT4,IT5,IT6.Untukpembuatangaugesdanalatalatukur. IT5,IT6,IT7,IT8,I9,IT10,IT11,IT12.Untukindustriyangmembuatkomponen presisidanumum. c. d. 2. PenyimpanganFundamental(untukDiameterNominalsampaidengan 3.150mm) 10 IT11,IT14,IT15,IT16.Untukproduksetengahjadi(semifinishedproducts). IT16,IT17,IT18.Untukteknikstruktur.

Dari Sampai Tingkatan IT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Tabel penyimpangan fundamental untuk ukuran yang lain dapat dilihat pada Lampiran. Proses pemesinan yang dilakukan ada hubungannya dengan tingkatan toleransi, sehingga dalammenetapkanbesarnyaangkakualitasbisadisesuaikandenganprosespemesinannya. Tingkatan IT yang mungkin bisa dicapai untuk beberapa macam proses dapat dilihat pada Tabel15.3. 0,8 1 1 1 3 3 6 6 UkuranNominal(mm)/D 10 18 30 50 50 80 120 180 180 250 250 315

10 18 30

80 120

Penyimpangan(dalamm) 1,2 1,5 1,5 2 3 5 8 2,5 2,5 4 6 9 4 7 11 16 25 39 62 2 3 5 8 13 19 30 46 74 2,5 4 6 10 15 22 35 54 87 3,5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 4,5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810

1,2 1,5 1,5 2 3 4 6 2,5 2,5 4 5 8 4 6 9

11 13

10 12 14 18 25 30 40 48 60 75

15 18 21 22 27 33 36 43 52

58 70 84 100 120 140 90 110 130 160 190 220

100 120 150 180 210 250 300 350 140 180 220 270 330 390 460 540

250 300 360 430 520 620 740 870 1.000 1.150 1.300

11

Tabel15.3HubunganprosespemesinandengantingkatanITyangbisadicapai TingkatanIT Lapping Honing 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Superfinishing Cylinderical grinding Diamond turning Plangrinding Broaching Reaming Boring Turning Sawing Milling Planing Shaping Extruding ColdRolling Drawing Drilling DieCasting Forging SandCasting Hotrolling

Flamecutting

12

KondisiPermukaanPermukaansuatubendakerjaharusdikondisikansedemikianrupasehinggadapat memenuhifungsinya.Misalnyafungsiharusrapatkalautidakterdapatkebocoran. Berdasarkanuraiantersebut,dalamgambarkerja,kondisipermukaanyangdiinginkan harusdiinformasikandenganlambanglambangstandarberikutini.

HargaKekasaran Hargakekasaranpermukaanyanglazimdigunakanpadagambarkerjamerupakanharga kekasaranratarata(Ra/roughnessarithmatic).Ratersebutdidapatdarigambarberikut iniyangmerupakansuatupermukaanhasildaripengerjaan(gambardibesarkan).

A1+A2+A3+A5Ra=Rmaks=4RaL Gambar2.1PengertianhargakekasaranSupayagambarlebihsederhana,hargaRa inisebaiknyadicantumkanpadagambarkerjadenganmenggunakanlambangN (normal),dibagimenjadi12kelas,yaknidariN1sampaidenganN12.

Berikut ini disampaikan persamaan harga Ra dengan lambang, satuan Ra dalam mikrometer (mm), 1 mm = 0.001 mm.

13

Lambang N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12

HargaKekasaran(Ra)dalamum 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12,5 25 50

Tabel berikut di bawah ini menunjukkan kemampuan proses untuk mencapai harga kekasaran ratarata (Ra). Dengan dasar tabel dapat ditentukan hargakekasaran umum untuk suatu gambar kerja. Misalnya benda kerja yang akan dikerjakan dengan mesin bubut,dapatdipilihhargakekasaranumumantaraN7sampaidenganN9.

14

15

TandaPengerjaan Lambangdasar(biasanyadigambardengangaristipis,bersudut60 ,tinggi4mm untukgarisyangpendekdan8mmuntukgarisyangpanjang. Lambanguntukpermukaanyangdikerjakandengancarapenyayatan,antaralain denganmesinbubut. Gambar2.3LambangTandaPengerjaandenganPenyayatan Lambang untuk permukaan yang dibentuk tanpa penyayatan, misalnya dicor atau hasilpembentukandaripabrikbaja,tidakdikerjakanlagi.0

Gambar2.4LambangTandaPengerjaantanpaPenyayatan TandaPengerjaandanHargaKekasaran

Kondisipermukaanyangdihasilkandarisuatucaraproduksiharusmempunyai kekasaranmaksimumN8.

Gambar2.5LambangPengerjaanuntukSemuaProses

16

Kondisipermukaanyangdikerjakandenganmesinharusmempunyaikekasaran maksimumN9.

Gambar2.6LambangPengerjaandenganMesin Kondisi permukaan harus mempunyai kekasaran maksimum N8 dengan proses yang tidak menghasilkan tatal. Misalnya dirol atau permukaantersebut tidak dikerjakan lagi (hasildaripabrikbaja). KondisipermukaanharusmempunyaikekasaranminimumN6danmaksimumN8. LambangdenganPerintahKhusus Prosespengerjaan,ditempatkanseperticontoh.

Gambar2.9ProsesPengerjaan Kelebihanukuranuntukprosesberikutnya,ditempatkanseperticontoh.

17

Arahalurbekaspengerjaanyangdiinginkan. Gambar2.11ArahAlurBekasPengerjaan Lambanglengkap(jarangditemuipadagambarkerja): a:Hargakekasaran(Ra),sebaiknyadenganlambang b:Caraproduksi c:Kelebihanukuranuntukprosesberikutnya d:Arahalurbekaspengerjaan e:Panjangcontoh f:Hargakekasarancontoh(dalamkurung) PenyajianpadaGambar Lambangharusdisimpanpadatempatyangjelasterlihat,apabiladiputarharussearah denganputaranjarumjam,dibacasepertimembacaangkaukur,berlakuprinsipsimetri, cukupsatulambangpadabidangyangsamauntukgambardenganduapandangan. 18

Penyederhanaan dilakukan untuk kondisi permukaan dengan harga kekasaran yang sama,disimpanpadatempatyangmudahterlihat,biasanyadikiriatasgambarsetelah nomorbagian. KondisipermukaandenganhargakekasaranyangberbedadisajikansepertiGambar2.14. Kondisi permukaan umum yaitu beberapa kondisi permukaan dengan harga kekasaran yang sama (biasanya pengerjaannya secara umum, misalnya dibubut) ditempatkan setelahnomorbagiandankondisipermukaankhususditempatkandalamtandakurung juga harus ditempatkan langsung pada permukaan yang dimaksud. Gambar di sampingnya merupakan penyederhanaan, kondisi permukaan khusus dicantumkan langsung pada permukaan yang dimaksud, sedangkan lambang dasar disimpan dalam tanda kurung setelah kondisi permukaan umum. Kedua gambar mempunyai maksud yangsama.

19

atau

Untukproseskhusus(akhir)dicantumkanpadagarisrantaitebaltitiktunggal(gambar).

Harga kekasaran dapat diwakili dengan huruf jika rumit apabila dicantumkan menurut aturanyangbiasa,sepertigambarberikutini.

Gambar2.17Penyederhanaan 20

HubunganantaraHargaKekasarandenganBiayaProduksi Diagram berikut ini memperlihatkan hubungan antara harga kekasaran dengan biaya produksi, semakin kecil harga kekasaran akan menyebabkan semakin tinggi biaya produksi,bahkandapatbeberapakalilipatharganya.

c.Rangkuman 1. Fungsi dari kondisi permukaan ialah Sebagai instruksi bagi operator untuk penyelesaian akhir (finishing) untuk pengerjaansuatupermukaanbendakerja. 2. Tandapengerjaanadalahlambangbagisuatuperintahproses pengerjaan. 3. Harga kekasaran (Ra) adalah harga kekasaran ratarata maksimumyangharusdicapaiolehsuatuprosespengerjaan. 4. Lambang harus dicantumkan pada tempat yang mudah terlihatdenganjelas. 5. Untukkekasaranumum,pilihlahhargakekasaranyangpaling kasaryangmasihdapatmemenuhifungsinya. 6. Informasi mengenai proses pengerjaan, kelebihan ukuran, arah alur bekas pengerjaan, panjang contoh hanya dicantumkanapabilabenarbenardiperlukan. 21

7. Lambangtidakdicantumkan(tidakberlaku)padagambarulir,lubangboratauhasildari punchingtool,lubangkontersingataukonterboruntukdudukankepalabaut/sekrup. 8. HargakekasaranmaksimumN7untuk (a) (b) (c) 22 permukaanyangakandipasangiseal(rapatterhadapkebocoran). permukaanyangbertoleransimikrometer(toleransiISO).

permukaan yang dalam fungsinya akan bergesekan seperti permukaanrodagigi.