Mulai Hingga Selesai:Dasar-dasar Pengukuran Permukaan

Ketika seorang insinyur menyertakan spesifikasi permukaan akhir pada cetakan, tujuannya biasanya bukan hanya untuk membuat bagian tersebut terlihat bagus. Permukaan akhir mempengaruhi bagaimana suatu bagian akan pas, aus, memantulkan cahaya, mengirimkan panas, mendistribusikan pelumasan, dan menerima pelapis. Hasil akhir harus ditentukan oleh fungsi bagian:Anda menginginkan permukaan yang memenuhi persyaratan teknik aplikasi, tanpa membuang waktu dan tenaga untuk hasil akhir berkualitas lebih tinggi daripada yang diperlukan. (Faktanya, banyak aplikasi bekerja lebih baik dengan “tekstur” dalam jumlah tertentu, dan hasil akhir yang terlalu halus bisa sama buruknya dengan terlalu kasar.)

Tiga puluh tahun yang lalu, ketika sebagian besar toleransi dimensi diukur dalam seperseribu inci, perbedaan beberapa sepersejuta dalam permukaan akhir seringkali tidak relevan. Sekarang toleransi "persepuluh" atau bahkan puluhan juta adalah hal biasa, variasi permukaan akhir mewakili persentase yang cukup besar dari total anggaran kesalahan.

Perhatikan contoh berikut:

Ketinggian puncak-ke-lembah maksimum pada permukaan biasanya empat atau lima kali lebih besar dari rata-rata permukaan akhir, yang diukur dengan metode Ra. Bagian dengan nilai Ra 16 ”, oleh karena itu, mungkin memiliki ketinggian puncak-ke-lembah 64 ” atau lebih. Jika Anda mencoba memenuhi spesifikasi dimensi .0001”, lapisan 16 ” mewakili lebih dari setengah toleransi yang diizinkan.

Permukaan akhir – juga dikenal sebagai profil –  terdiri dari dua komponen:kekasaran dan kekasaran. Gelombang, atau variasi panjang gelombang yang lebih panjang, disebabkan oleh pengaruh tipe makro, seperti bantalan spindel yang aus, atau getaran dari peralatan lain di lantai bengkel. Kekasaran –  pola panjang gelombang pendek dari tanda pahat dari penggilingan, penggilingan, atau proses pemesinan lainnya –  dipengaruhi oleh kondisi dan kualitas pahat. Keduanya dapat dipengaruhi oleh pilihan operator untuk kecepatan pengumpanan dan kedalaman pemotongan.

Meskipun bantalan gores kuku dapat memberikan panduan yang dapat digunakan untuk menyelesaikannya, bantalan tersebut tidak dapat memenuhi persyaratan dokumentasi dan keterlacakan modern. Oleh karena itu, semakin pentingnya pengukur permukaan akhir. Ada dua jenis dasar:skid-type, atau sistem rata-rata; dan skidless, atau sistem profil. Skid gage memiliki rakitan probe berengsel, dengan probe yang berada di sebelah skid yang relatif lebar yang juga menyentuh benda kerja. Skid cenderung menyaring gelombang, sehingga probe hanya mengukur variasi panjang gelombang pendek. Skidded gage memiliki dial atau pembacaan LCD untuk menampilkan pengukuran sebagai nilai numerik tunggal.

Pengukur tanpa selip menggabungkan permukaan internal yang rata dan halus sebagai referensi, sehingga probe dapat merespons gelombang serta kekasaran. Untuk memungkinkan analisis terpisah dari variasi panjang gelombang panjang dan pendek, pengukur profil biasanya menghasilkan bagan (di atas kertas atau di layar komputer) daripada hasil numerik tunggal.

Setiap aplikasi bereaksi secara berbeda terhadap kombinasi kekasaran dan kekasaran yang berbeda, dan industri telah merespons dengan membuat lebih dari 100 formula berbeda untuk menghitung parameter permukaan akhir dari data pengukuran yang sama. Banyak di antaranya sangat spesifik untuk aplikasi, dan sebagian besar toko dapat membatasi pengukurannya hingga setengah lusin parameter. Dalam hampir semua kasus, pengukuran disajikan dalam satuan mikroinci atau mikron. Ra adalah parameter yang paling banyak digunakan, karena memberikan rata-rata aritmatika ketidakteraturan permukaan yang diukur dari garis rata-rata yang terletak di suatu tempat antara titik tertinggi dan terendah pada panjang cutoff tertentu. Varian yang sedikit lebih canggih, Rq, menggunakan penghitungan akar rata-rata kuadrat untuk menemukan kekasaran rata-rata geometris –  rata-rata rata-rata, jika Anda mau.

Namun, keduanya cenderung meminimalkan pengaruh anomali permukaan seperti gerinda atau goresan. Jika faktor-faktor tersebut sangat penting untuk aplikasi, Rmax, Ry, Rt, dan Rtm semuanya menghitung kekasaran sebagai fungsi dari ketinggian puncak-ke-lembah maksimum. Juga berguna adalah Rz – parameter “ketinggian sepuluh titik” – yang menghitung rata-rata sepuluh perbedaan puncak-ke-lembah maksimum dalam rentang pengambilan sampel.

Jika permukaan akhir dipanggil pada gambar tetapi tidak ditentukan lain, itu adalah praktik standar untuk mengasumsikan Ra. Tetapi tidak ada parameter tunggal yang terbaik untuk semua jenis suku cadang, dan banyak aplikasi yang paling baik dilayani dengan menggunakan dua atau lebih parameter:misalnya, Ra (kekasaran rata-rata) dalam kombinasi dengan Rmax (kekasaran maksimum) dapat memberikan gambaran umum yang baik tentang suku cadang kinerja, dan memperingatkan QA akan adanya anomali permukaan yang berpotensi merusak.

Permukaan akhir bukan hanya tantangan yang harus dipenuhi:ini juga merupakan peluang. Dalam beberapa kasus, jika Anda dapat mempertahankan kontrol yang baik atas permukaan akhir, Anda mungkin dapat mengurangi presisi di area lain dengan aman.

Sebelumnya Ditampilkan di Majalah Kualitas.