Toleransi Teknik: Jenis, Aturan, dan Penyesuaian Komponen Dijelaskan

Di industri teknik mekanik dan manufaktur instrumen, kebertergantungan bagian dan komponen merujuk pada satu batch bagian atau komponen dengan spesifikasi yang sama dapat dipasang pada mesin tanpa pemilihan atau perbaikan tambahan (seperti perbaikan bangku) untuk memenuhi persyaratan kinerja yang ditentukan.

Untuk memuaskan kebertergantungan bagian dalam manufaktur mekanis, dimensi bagian produksi harus berada dalam batas toleransi yang diinginkan. Ini harus menetapkan standar yang seragam untuk bentuk, ukuran, presisi, dan kinerja dari jenis bagian. Produk serupa juga perlu grading ukuran yang wajar, untuk mengurangi seri produk, ini adalah standarisasi produk. Oleh karena itu, konsep toleransi teknik yang ditentukan dan penyesuaian muncul.

Apa itu Toleransi Teknik?

Misalnya, sebuah batang logam 100 mm dipesanini. Bahkan jika semua batang dimaksudkan untuk dipesanini dalam bentuk yang sama, tidak semua akurasi manufaktur batang dapat dipesanini tepat 100,00 mm karena ukuran dan orientasi batang. Meskipun lokasi desain dan pembuatan telah bekerja untuk mengurangi deviasi tersebut, mereka masih tidak dapat dikontrol hingga nol.

Deviasi ukuran dan bentuk ini dasarnya naik turun di sekitar nilai target sebagai pusat. Oleh karena itu, nilai batas atas yang diizinkan dan nilai batas bawah yang diizinkan dari batas atas yang diizinkan relatif terhadap ukuran target ditentukan berdasarkan penggunaan batang logam. Perbedaan antara dua nilai ini (rentang yang diizinkan) dikenal sebagai "toleransi".

Singkatnya, toleransi adalah deviasi bagian dalam proses pemrosesan, presisi peralatan pengukuran karena dampak deviasi harus ada. Ini adalah jumlah variasi yang diizinkan untuk dimensi tertentu untuk mencapai fungsi yang tepat. Dimensi bagian dalam rentang toleransi yang diinginkan adalah lulus. Toleransi teknik mencakup toleransi dimensi, toleransi bentuk, dan toleransi posisi.

Toleransi Dimensi

Toleransi dimensi adalah jumlah variasi yang diizinkan dalam ukuran. Ini adalah dasar dari toleransi teknik. Nilai maksimum yang diizinkan disebut dimensi maksimum. Dan nilai minimum disebut dimensi minimum.

Toleransi adalah nilai mutlak dari perbedaan aljabar antara batas atas maksimum dan batas atas minimum, serta nilai mutlak dari perbedaan aljabar antara deviasi atas dan deviasi bawah.

Toleransi adalah nilai numerik tanpa tanda plus atau minus dan tidak boleh nol. Dalam kasus ukuran dasar konstan, semakin kecil toleransi dimensi, semakin tinggi akurasi dimensi. Toleransi yang ditentukan menunjukkan persyaratan presisi manufaktur dan mencerminkan tingkat kesulitan pemesinan.

Toleransi Bentuk

(1) Kelegasan

Kelegasan adalah kondisi di mana bentuk aktual dari elemen lurus pada bagian mempertahankan garis lurus ideal. Ini juga dikenal sebagai tingkat kelegasan. Toleransi kelegasan adalah variasi maksimum yang diizinkan oleh garis aktual terhadap garis ideal. Artinya, dalam gambar yang diberikan untuk membatasi toleransi pemrosesan aktual yang diizinkan oleh rentang variasi toleransi.

(2) Kerapatan

Kerapatan adalah representasi bentuk aktual dari elemen permukaan bagian untuk mempertahankan permukaan ideal. Ini biasanya disebut sebagai tingkat kerapatan. Toleransi kerapatan adalah jumlah variasi maksimum yang diizinkan oleh permukaan aktual terhadap permukaan. Artinya, dalam gambar yang diberikan untuk membatasi toleransi pemrosesan aktual yang diizinkan oleh rentang perubahan toleransi.

(3) Kekelilingan

Kekelilingan adalah kondisi di mana bentuk aktual dari elemen bagian berjarak sama dari pusatnya. Tingkat keberulungan, seperti yang sering disebut. Toleransi keberulungan adalah variasi maksimum yang diizinkan dari lingkaran aktual terhadap lingkaran ideal di samme penampang. Artinya, rentang variasi yang diberikan pada gambar membatasi toleransi pemesinan lingkaran aktual.

(4) Silindrisitas

Silindrisitas merujuk pada titik pada garis keliling permukaan silindris pada bagian, dan menjaga sumbunya berjarak sama. Toleransi silindrisitas adalah variasi maksimum yang diizinkan oleh silinder aktual untuk menghadapi permukaan silinder ideal. Artinya, diberikan pada gambar, digunakan untuk membatasi rentang toleransi pemesinan silinder aktual yang diizinkan.

(5) Profil Garis

Profil garis adalah untuk mewakili kurva bentuk sembarang pada bidang tertentu bagian dan menjaga bentuk idealnya. Toleransi Profil Garis adalah variasi yang diizinkan dari kontur aktual kurva non-lingkaran. Artinya, diberikan pada gambar, untuk membatasi rentang variasi yang diizinkan oleh toleransi pemrosesan kurva aktual.

(6) Profil Permukaan

Profil permukaan adalah permukaan bentuk sembarang pada bagian untuk mempertahankan bentuk idealnya. Toleransi Profil Permukaan adalah variasi yang diizinkan dari kontur aktual permukaan non-lingkaran terhadap kontur ideal. Artinya, diberikan pada gambar, digunakan untuk membatasi rentang pemrosesan permukaan aktual.

Toleransi Posisi

Toleransi posisi merujuk pada jumlah keseluruhan perubahan yang diizinkan oleh posisi elemen tertentu relatif terhadap datum. Ini adalah parameter penting lainnya dari toleransi teknik.

(1) Toleransi Arah

Toleransi arah merujuk pada jumlah keseluruhan variasi dalam arah yang diizinkan oleh referensi dalam relevansi dengan elemen tertentu. Toleransi ini mencakup parallelisme, perpendicularity, dan angularity.

(2) Toleransi Lokasi

Toleransi lokasi adalah rentang penuh variasi dalam posisi yang diizinkan untuk mengaitkan elemen aktual dengan referensi. Jenis toleransi ini termasuk concentricity, symmetry, dan position.

(3) Toleransi Runout

Toleransi runout adalah item toleransi yang diberikan berdasarkan metode uji tertentu. Toleransi runout dapat dibagi menjadi circular runout dan total runout. Toleransi dari bentuk dan posisi di atas secara kolektif disebut Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T).

Toleransi Umum

Dalam gambar mekanis, selain toleransi untuk dimensi dan karakteristik tertentu, dimensi yang tidak ditentukan umumnya diharuskan untuk mengikuti standar tertentu. Mengambil standar toleransi teknik internasional yang umum kita gunakan DIN ISO 2768 sebagai contoh, toleransi dimensi umum adalah m, toleransi bentuk adalah K. Dan metode penandaan adalah ISO 2768-mK. Berikut adalah tabel tingkat toleransi dimensi linier untuk referensi.

Aturan Dasar

Rule#1 Envelope rule

Ini adalah persyaratan bahwa toleransi dimensi dan GD&T terkait satu sama lain. Toleransi aktual dari elemen dimensi dengan aturan envelope harus mematuhi batas entitas maksimum. Artinya, dimensi fungsi luarnya tidak melebihi dimensi entitas maksimum. Dan dimensi parsialnya tidak melebihi dimensi entitas minimum.

Rule#2 Independence rule

Prinsip independensi adalah bahwa setiap ukuran dan bentuk yang diberikan pada gambar independen dalam posisi dan harus memenuhi persyaratan masing-masing. Ini adalah prinsip dasar yang harus diikuti oleh hubungan antara toleransi dimensi dan toleransi bentuk.

Rule#3 Toleransi Posisi rule

Untuk toleransi posisi, ketika elemen dimensi adalah datum, S, L, atau M harus ditentukan dalam frame kontrol fitur.

Rule#4 Selain aturan toleransi posisi

Untuk selain toleransi posisi, RFS berlaku terhadap toleransi, datum referensi, atau keduanya, di mana tidak ada modifikasi yang ditentukan. MMC harus ditentukan dalam frame kontrol fitur ketika ini sesuai dan diinginkan.

Fits

Dalam rangkaian mekanis, hubungan antara lubang dengan ukuran dasar yang sama dan zona toleransi sumbu disebut fit. Karena ukuran aktual lubang dan sumbu berbeda setelah perakitan dapat menghasilkan celah atau interferensi. Dalam fit antara lubang dan sumbu, perbedaan aljabar dari ukuran lubang dikurangi ukuran sumbu adalah celah ketika positif dan surplus ketika negatif.

Koordinasi harus diklasifikasikan ke dalam tiga kategori berdasarkan perbedaan celah atau interferensi:

Clearance fit

Zona toleransi lubang berada di atas zona toleransi sumbu, dan setiap pasangan lubang yang dicocokkan dengan sumbu menjadi fit dengan celah (termasuk celah minimum 0).

Interference fit

Zona toleransi lubang berada di bawah zona toleransi sumbu, dan setiap pasangan lubang yang dicocokkan dengan sumbu menjadi fit interferensi (termasuk celah minimum 0).

Overfit

Toleransi lubang tumpang tindih pada toleransi sumbu, memungkinkan satu pasangan lubang untuk cocok pada sumbu, baik dengan fit clearance atau interferensi.

Esensi dari pemilihan tingkat toleransi yang sesuai adalah untuk menyelesaikan dengan tepat kontradiksi antara persyaratan operasional komponen mesin dan proses pemesinan serta biaya. Prinsip memilih tingkat toleransi adalah menetapkan tingkat toleransi yang lebih rendah sebanyak mungkin dengan asumsi memenuhi persyaratan aplikasi bagian.

Persyaratan pemesinan presisi harus disesuaikan dengan kemampuan produksi. Artinya, teknologi proses yang terjangkau, teknologi perakitan, dan peralatan yang ada harus digunakan. Namun, jika diperlukan, perlu mengadopsi strategi untuk meningkatkan akurasi peralatan dan meningkatkan metode untuk memastikan akurasi produk.

Sangat penting untuk memilih tingkat toleransi yang sesuai untuk ukuran yang cocok. Karena dalam beberapa kasus, ini akan menentukan kinerja operasional, umur pakai, dan keandalan komponen yang cocok. Dan pada saat yang sama, itu mempengaruhi biaya manufaktur bagian dan efisiensi produksi.