Pengantar Desain Mekanis dan Toleransi

Aspek Kunci Desain Mekanis

• Kompleksitas dalam merancang sistem mekanis.
• Pertimbangan:
  • Biaya
  • Material
  • Teknik manufaktur
• Memastikan bagian-bagian cocok dan berfungsi bersama sangat penting.

Pentingnya Toleransi

• Toleransi memastikan bagian-bagian cocok bersama setelah manufaktur.
• Mendefinisikan toleransi melalui pendekatan dimensional:
  • Dimensi yang diizinkan menyimpang dari nilai nominal.

Keterbatasan Toleransi Dimensional

• Tidak mencerminkan penggunaan yang dimaksud dari bagian-bagian.
• Tidak dapat menentukan persyaratan untuk permukaan (misalnya, kerataan untuk penyegelan).
• Kurang mengendalikan hubungan geometris (misalnya, tegak lurus).

Pengantar GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing)

• GD&T sebagai pendekatan pelengkap untuk toleransi dimensional.
• Mengendalikan 14 karakteristik geometris untuk mencerminkan fungsi bagian yang lebih baik.

Kategori Karakteristik GD&T

1. Form
2. Orientasi
3. Lokasi
4. Profil
5. Runout

Fitur-fitur dalam GD&T

• Fitur permukaan: Permukaan individu.
• Fitur ukuran: Dimensi yang ditentukan (misalnya, lubang, slot).
• Toleransi yang berbeda berlaku untuk jenis fitur yang berbeda.

Bingkai Kontrol Fitur

• Struktur bingkai kontrol fitur:
  • Kotak pertama: Simbol untuk karakteristik geometris.
  • Kotak kedua: Nilai toleransi (mendefinisikan zona toleransi).
  • Kotak berikutnya: Datum dan pengubah.

Contoh: Toleransi Kerataan

• Zona toleransi didefinisikan oleh dua bidang paralel.
• Semua titik pada permukaan harus berada dalam zona ini.
• Umumnya diterapkan pada permukaan penghubung (misalnya, flensa).

Metode Inspeksi untuk Kerataan

• Indikator Tes Dial: Mengukur titik tinggi/rendah pada permukaan.
• CMM (Coordinate Measuring Machine): Mengukur toleransi geometris menggunakan probe.

Toleransi Form Tambahan

1. Kelengkungan: Berlaku pada garis di permukaan.
2. Kebulatan: Mengendalikan kebulatan permukaan dengan lingkaran konsentris.
3. Kecylindrisan: Toleransi seragam sepanjang panjang fitur.

Datum dalam GD&T

• Digunakan untuk menemukan fitur dan mengendalikan bagian selama inspeksi.
• Diferensiasi:
  • Fitur Datum: Fitur pada objek yang dibatasi.
  • Datum: Permukaan teoritis yang sempurna.
  • Simulator Datum: Permukaan nyata yang mendekati datum yang sempurna.

Derajat Kebebasan

• Sebuah bagian memiliki enam derajat kebebasan di ruang.
• Pembatasan fitur datum mengurangi derajat kebebasan dan membantu dalam inspeksi yang akurat.

Toleransi Orientasi

1. Kesejajaran: Kedekatan dengan menjadi sejajar dengan datum.
2. Ketegaklurusan: Kedekatan dengan menjadi tegak lurus dengan datum.
3. Keangularan: Pengendalian sudut antara fitur dan datum.

Toleransi Lokasi

• Posisi: Mendefinisikan jarak maksimum yang diizinkan dari posisi yang sebenarnya.
  • Zona toleransi silinder di sekitar posisi yang sebenarnya.
  • Datum utama dipilih berdasarkan pentingnya fungsional.
• Pengubah untuk Toleransi Posisi:
  • MMC (Maximum Material Condition): Toleransi bonus berdasarkan ukuran fitur.
  • LMC (Least Material Condition): Fungsi serupa, jarang digunakan.

Prinsip Envelope (Aturan GD&T Nomor 1)

• Fitur ukuran reguler tidak boleh melebihi amplop di MMC.
• Memastikan bagian-bagian cocok bersama dengan baik.
• Berbeda dengan Prinsip Independensi standar ISO.

Toleransi Profil

• Toleransi serbaguna yang mengendalikan bentuk, orientasi, dan lokasi.
• Profil Permukaan: Mengikuti bentuk fitur.
• Profil Garis: Mengendalikan garis individual dari permukaan.

Toleransi Runout

1. Runout Sirkuler: Keeksentrikan relatif terhadap sumbu datum.
2. Total Runout: Mengendalikan runout sepanjang arah aksi.

Kesimpulan

• GD&T kompleks tetapi penting untuk memastikan desain dan manufaktur yang fungsional.
• Menawarkan komunikasi dan kontrol yang lebih baik atas aspek desain.