Toleransi Kerataan di GD&T

Apakah kerataan penting dalam produksi suku cadang kecil?

Kerataan permukaan adalah salah satu standar Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) yang digunakan untuk mengomunikasikan bagaimana bagian harus diproduksi. Ini juga dapat menjadi pertimbangan penting saat mengoptimalkan kemampuan manufaktur.

Seiring dengan penentuan posisi, silindris, dan karakteristik toleransi geometrik lainnya, toleransi kerataan dapat ditunjukkan pada gambar teknik untuk membantu memastikan bagian logam yang diproduksi akan memiliki bentuk yang benar dan fungsi yang diinginkan.

Apa itu kerataan permukaan?

Kerataan adalah ukuran bentuk permukaan dibandingkan dengan dirinya sendiri, yang menunjukkan bahwa semua titik di sepanjang permukaan terletak pada bidang yang sama. Dilambangkan dalam GD&T oleh jajaran genjang, kerataan memungkinkan Anda untuk membatasi gelombang atau variasi pada permukaan tanpa memperketat toleransi dimensinya.

Karakteristik kerataan berguna dalam membantu memastikan keausan merata di seluruh permukaan. Ini juga berguna jika dua permukaan harus bertemu rata dan membentuk segel yang rapat, seperti dengan dua permukaan yang dibaut bersama dengan gasket di antaranya.

Apa itu toleransi kerataan?

Zona toleransi kerataan adalah area di antara dua bidang paralel, di mana permukaan yang dimaksud harus pas agar memenuhi syarat sebagai "datar". Toleransi kerataan adalah jarak yang diperbolehkan antara bidang-bidang paralel tersebut.

Melihat dengan cara lain, zona toleransi adalah titik tertinggi dan terendah (±) yang dapat diterima di seluruh bidang permukaan yang diukur.

Kerataan vs. kelurusan

Kerataan, kemudian, adalah karakteristik objek tiga dimensi (3D) karena ada di antara dua bidang paralel yang menggambarkan zona toleransinya.

Kelurusan permukaan, di sisi lain, adalah dua dimensi (2D). Zona toleransinya ada di antara dua garis paralel dan merupakan indikator kerataan sepanjang satu garis pada permukaan bagian.

Ada juga kelurusan sumbu, karakteristik yang sering kita hadapi di sini di Metal Cutting Corporation. Kelurusan sumbu mengontrol berapa banyak busur atau kurva yang diizinkan di sumbu suatu bagian. (Baca selengkapnya tentang mengukur kelurusan.)

Kerataan vs. paralelisme

Tidak seperti kerataan, yang tidak mempertimbangkan data atau fitur lain, paralelisme membandingkan orientasi permukaan yang berlawanan. Meskipun ada juga yang namanya paralelisme sumbu, di GD&T paling sering disebut untuk mengontrol paralelisme antara dua permukaan atau fitur.

Paralelisme dapat digunakan ketika dua permukaan perlu bekerja secara sinkron dan pada jarak yang konstan satu sama lain. Ini juga dapat digunakan ketika Anda memiliki bagian yang perlu dipasang di antara dua bidang yang harus saling merujuk.

Kerataan vs. tegak lurus

Tidak seperti kerataan di seluruh bidang permukaan tunggal, tegak lurus membandingkan orientasi permukaan yang bersebelahan. Dalam GD&T, toleransi tegak lurus biasanya digunakan untuk mengontrol dua permukaan 90 ° atau sumbu dalam kaitannya dengan titik referensi tertentu pada silinder.

Di Metal Cutting, kami biasanya mengukur tegak lurus bagian dalam hubungannya dengan potongan ujungnya, membandingkan sisi batang, tabung, atau kawat dengan potongan ujung yang kami pasang di bagian itu. (Baca selengkapnya tentang mengukur tegak lurus.)

Bagaimana kerataan diukur?

Kerataan terkenal sulit diukur. Pertama-tama, benar-benar tidak ada yang namanya "datar sempurna" (atau "sempurna" apa pun!).

Kedua, mengukur kerataan permukaan ujung potongan pada bagian yang sangat kecil — seperti tabung dengan diameter 0,040″ (1,016 mm) dan bagian kecil lainnya yang biasanya kami produksi di sini di Metal Cutting — hampir tidak mungkin.

Ketiga, kerataan suatu bagian tidak dapat diukur dengan meletakkannya di atas meja dan menjalankan pengukur ketinggian di atas bagian tersebut. Itu karena tabel akan menjadi bagian dari data — jadi, Anda akan mengukur paralelisme, bukan kerataan.

Sebagai gantinya, Anda perlu memastikan titik-titik di sepanjang permukaan bagian berada dalam zona toleransi kerataan, membandingkan permukaan dengan dua bidang paralel imajiner.

Mesin pengukur koordinat (CCM) memungkinkan jenis pengukuran 3D, menciptakan bidang virtual yang dapat dibandingkan dengan profil permukaan bagian. Jadi, CCM dapat digunakan untuk mengukur titik-titik pada panjang dan lebar suatu bagian untuk memeriksa apakah seluruh permukaan berada dalam toleransi kerataan.

Alternatif untuk kerataan pada bagian logam kecil

Di Metal Cutting, tempat kami memproduksi ribuan batang, tabung, dan kabel yang dipotong memanjang setiap hari, kami tidak sering bekerja dengan toleransi kerataan untuk permukaan yang kami potong, karena ukurannya yang sangat kecil.

Sebaliknya, pelanggan kami biasanya lebih peduli dengan paralelisme, sudut, dan tegak lurus dari potongan ujung daripada kerataan permukaan. Selain itu, pelanggan kami mencari potongan akhir yang bebas duri, terutama dengan suku cadang yang perlu dipasangkan dengan suku cadang lain.

Namun, pelanggan terkadang meminta kami untuk membantu mereka mencapai toleransi kerataan tertentu — misalnya, pada bagian yang memiliki luas permukaan lebih besar, yang telah dikerjakan, atau yang telah dibuat sebelumnya dan dipasok kepada kami oleh pelanggan untuk penyelesaian tambahan.

Dalam hal ini, kami memanfaatkan peralatan lapping dengan baik untuk mendapatkan permukaan yang rata dan halus yang memenuhi spesifikasi pelanggan.

Bagaimana cara memverifikasi toleransi kerataan?

Di Metal Cutting, kami biasanya memasang bagian tersebut sehingga permukaan yang akan diukur rata; kami mengkonfirmasi ini dengan menemukan tiga titik berlawanan pada permukaan bagian yang tingginya sama.

Kami kemudian menempatkan pengukur ketinggian di berbagai titik lain di seluruh bagian untuk mencatat perbedaan dan memeriksa apakah seluruh bagian berada dalam spesifikasi untuk kerataan.

Kami juga dapat menggunakan sistem OGP SmartScope untuk mengukur beberapa titik acak di sepanjang bidang permukaan suatu bagian untuk memastikan titik tertinggi dan terendah berada dalam kisaran toleransi yang diizinkan.

Apakah ada standar untuk toleransi kerataan?

Tidak diragukan lagi, toleransi kerataan penting untuk beberapa aplikasi.

Pada Januari 2019, Apple menggembar-gemborkan toleransi kerataan yang ketat dari model iPad Pro barunya. Perusahaan mengatakan iPad Pro baru diproduksi untuk "[memungkinkan] penyimpangan tidak lebih dari 400 mikron di sepanjang sisi mana pun - kurang dari ketebalan empat lembar kertas."

Seiring dengan penggunaan mesin CNC untuk membuat penutup plastik dan aluminium yang lebih kuat, toleransi kerataan yang lebih ketat adalah bagian dari tanggapan Apple terhadap keluhan tentang masalah pembengkokan di berbagai perangkat.

Dalam manufaktur suku cadang kecil, ASTM International dan organisasi lain menerbitkan standar toleransi kerataan untuk baja, aluminium, dan bahan lainnya, dalam bentuk mulai dari pelat, lembaran, dan batangan hingga kabel, batang, dan tabung.

Menggunakan GD&T untuk spesifikasi yang akurat

Untuk rangkaian lengkap fitur GD&T, dari paralelisme, tegak lurus, dan angularitas hingga sirkularitas, kelurusan, dan kerataan, tujuan Metal Cutting selalu menjaga biaya produksi tetap efektif sambil memberikan kualitas terbaik untuk produk pelanggan kami.

Dengan memberikan spesifikasi terperinci dan lengkap di awal — termasuk toleransi yang jelas dan dipikirkan dengan cermat untuk kerataan permukaan dan karakteristik penting lainnya — Anda dapat memainkan peran yang sangat penting dalam mengoptimalkan kemampuan manufaktur dan membantu kami mengelola biaya dan kualitas.