Menguasai Permukaan Akhir: Panduan Komprehensif tentang Pengukuran dan Fungsi
Saat insinyur menyertakan spesifikasi finishing permukaan pada cetak biru, tujuannya biasanya tidak hanya untuk membuat bagian terlihat bagus. Finishing permukaan mempengaruhi bagaimana bagian akan pasir, aus, mencerminkan cahaya, menyebarkan panas, mendistribusikan pelumas dan menerima coating. Finishing harus ditentukan oleh fungsi bagian: Anda ingin permukaan yang memenuhi persyaratan teknik aplikasi, tanpa membuang waktu dan usaha pada finishing berkualitas lebih tinggi dari yang diperlukan. (Faktanya, banyak aplikasi lebih baik dengan sejumlah "tekstur," dan finishing yang terlalu halus dapat sama buruknya dengan yang terlalu kasar.)
Tiga puluh tahun yang lalu, ketika sebagian besar toleransi dimensi diukur dalam ribuan inci, perbedaan beberapa jutaan dalam finishing permukaan seringkali tidak relevan. Sekarang bahwa toleransi "partikel" atau bahkan puluhan jutaan umum, variasi dalam finishing permukaan mewakili persentase yang signifikan dari anggaran kesalahan total.
Perhatikan contoh berikut:
Tinggi puncak-ke-lemah maksimum pada perm biasanya empat atau lima kali lebih besar dari finishing permukaan rata, seperti yang diukur dengan metode Ra. Sebagian besar bagian dengan nilai Ra 16 μ", kemungkinan memiliki tinggi puncak-ke-lemah 64 μ" atau lebih. Jika Anda mencoba untuk memenuhi spesifikasi dimensi .0001", finishing 16 μ" mewakili lebih dari separuh toleransi yang diizinkan.
Finishing permukaan – juga dikenal sebagai profil – terdiri dari dua komponen: waviness dan roughness. Waviness, atau variasi panjang gelombang yang lebih panjang, disebabkan oleh pengaruh tipe makro, seperti bearing poros yang aus, atau getaran dari peralatan lain di lantai bengkel. Roughness – pola pendek gelombang tanda alat dari gerinda, milling atau proses pemesinan lainnya – dipengaruhi oleh kondisi dan kualitas tooling. Keduanya dapat dipengaruhi oleh pilihan operator laju umpan dan kedalaman potong.
Meskipun pad siku kaki mungkin memberikan panduan yang dapat digunakan untuk finishing, mereka tidak dapat memenuhi persyaratan dokumentasi dan pelacakan modern. Oleh karena itu, pentingnya gage finishing permukaan yang meningkat. Terdapat dua jenis dasar: sistem skid-type, atau averaging; dan skidless, atau profiling. Gage skid memiliki rangkaian probe yang disisipkan, dengan probe berseberangan dengan skid yang cukup lebar yang juga menyentuh benda kerja. Skid cenderem menyaring waviness, jadi probe hanya mengukur variasi pendek gelombang. Gage skidded memiliki dial atau bacaan LCD untuk menampilkan pengukuran sebagai satu nilai numerik.
Gage skidless menyediakan permukaan internal datar dan halus sebagai referensi, sehingga probe dapat merespons waviness serta roughness. Untuk memungkinkan analisis terpisah variasi panjang gelombang panjang dan pendek, gage profiling biasanya menghasilkan grafik (pada kertas atau layar komputer) alih-alih satu hasil numerik tunggal.
Setiap aplikasi bereaksi berbeda terhadap kombinasi roughness dan waviness yang berbeda, dan industri merespons dengan menciptakan lebih dari 100 rumus berbeda dengan cara menghitung parameter finishing permukaan dari data pengukuran yang sama. Banyak dari ini sangat spesifik aplikasi, dan sebagian besar bengkel dapat membatasi pengukuran mereka pada sekitar sepuluh parameter. Dalam hampir semua kasus, pengukuran disajikan dalam satuan microinch atau mikron. Ra adalah parameter yang paling banyak digunakan, karena memberikan rata-rata aritmatika dari ketidakteraturan permukaan yang diukur dari garis rata-rata yang berada di antara titik tertinggi dan terendah pada panjang cutoff tertentu. Variannya yang sedikit lebih canggih, Rq, menggunakan perhitungan root mean square untuk menemukan roughness geometris rata-rata – rata-rata dari rata-rata, jika Anda mau.
Kedua ini, namun, cenderem meminimalkan pengaruh anomali permukaan seperti burr atau goresan. Jika faktor-faktor tersebut kritis untuk aplikasi, Rmax, Ry, Rt, dan Rtm semua menghitung roughness sebagai fungsi dari tinggi puncak-ke-lemah maksimum. Juga berguna adalah Rz – parameter "tinggi sepuluh titik" – yang menghitung rata-rata dari sepuluh perbedaan puncak-ke-lemah maksimum dalam jangkauan sampel.
Jika finishing permukaan disebut pada gambar tetapi tidak ditentukan lain, praktik standar adalah mengasumsikan Ra. Tetapi tidak ada parameter tunggal yang terbaik untuk semua jenis bagian, dan banyak aplikasi paling disajikan dengan menggunakan dua atau lebih parameter: misalnya, Ra (roughness rata-rata) dalam kombinasi dengan Rmax (roughness maksimum) dapat memberikan gambaran umum yang baik tentang kinerja bagian, dan memperingatkan QA tentang kehadiran anomali permukaan yang potensial merusak.
Finishing permukaan bukan sekadar tantangan untuk dipenuhi: ini juga mewakili peluang. Dalam beberapa kasus, jika Anda dapat menjaga kontrol yang baik atas finishing permukaan, Anda mungkin dapat dengan aman mengurangi presisi di area lain.
Previously Featured in Quality Magazine.
