Gambar teknik untuk teknisi: proyeksi dan pandangan, potongan, ukuran, skala, toleransi umum dan geometrik, simbol permukaan, ulir, dan blok judul

Sebuah poros penggerak konveyor di dapur sebuah hotel patah, dan bengkel bubut di dekat lokasi diminta membuat penggantinya dari gambar pabrik yang dikirim lewat surel. Tukang bubut berpengalaman, tetapi terbiasa dengan gambar yang memakai proyeksi sudut pertama. Gambar pabrik memakai proyeksi sudut ketiga, dengan lambangnya tercetak kecil di blok judul. Pandangan kanan dibaca sebagai pandangan kiri, sehingga alur pasak dibuat di ujung poros yang salah.

Di dudukan bantalan, gambar menulis diameter 25 dengan lambang suaian dan tanda kekasaran permukaan. Tukang membubut "25 pas" dengan jangka sorong dan permukaan bekas pahat biasa. Ketika teknisi mencoba memasang, bantalan masuk terlalu longgar dan alur pasak tidak berhadapan dengan puli. Poros itu dibuang dan dibuat ulang. Bab ini menjelaskan cara membaca gambar teknik komponen supaya informasi yang sudah tertulis di gambar tidak terlewat.

Batas pembahasan

Bab ini membahas gambar teknik komponen dan rakitan mekanis dari sisi teknisi yang membaca dan membuat sketsa: jenis gambar, proyeksi, garis, potongan, skala, ukuran, toleransi, toleransi geometrik, kekasaran permukaan, ulir, blok judul, revisi, dan sketsa lapangan. Gambar pemasangan pabrik dan gambar urai dibahas di Bab 4 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang membaca manual pabrik dan gambar pemasangan. Suaian, tabel toleransi, dan alat ukur presisi ada di Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika tentang pengukuran presisi dan pengerjaan bengkel; diagram alir, P&ID, dan wiring di Bab 2 tentang membaca simbol dan diagram; ulir dan baut di Bab 3 · Mekanikal & Mekatronika tentang baut dan sambungan ulir. Mutu bahan dan perlakuan panas yang ditulis di gambar dibahas di Bab 2 · Material tentang besi dan baja dan Bab 6 · Material tentang perlakuan panas. Membuat gambar dengan perangkat lunak tidak dibahas. Tabel nilai standar gambar diambil dari standar itu sendiri.

Jenis gambar dan gunanya

1. Gambar rakitan (assembly drawing) menunjukkan bagaimana komponen tersusun, dengan nomor penunjuk dan daftar bagian.
2. Gambar detail (detail drawing) atau gambar komponen memuat semua informasi untuk membuat satu komponen: bentuk, ukuran, toleransi, bahan, perlakuan, dan permukaan. Gambar inilah yang dipakai untuk membuat suku cadang.
3. Gambar urai untuk daftar suku cadang, seperti di Bab 4 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang membaca manual pabrik.
4. Skema dan diagram yang menunjukkan fungsi, bukan bentuk, seperti di Bab 2 tentang membaca simbol dan diagram.

Sebuah buku pegangan teknik manufaktur mencatat bahwa daftar bahan pada gambar detail harus akurat dan mutakhir, dan bahwa dengan gambar dua dimensi, sebagian besar rancangan rakitan memerlukan pemeriksaan kesalahan gambar yang panjang dan padat tenaga, yang juga rawan salah. Buku yang sama menyebut bahwa dokumentasi harus memenuhi kebutuhan semua fungsi rekayasa, pemasangan, produksi, operasi, dan perawatan. Bagi teknisi, artinya gambar dibaca seluruhnya, termasuk catatan dan blok judul, bukan hanya bentuknya.

Proyeksi dan pandangan

Benda tiga dimensi digambar dengan beberapa pandangan dua dimensi: depan, atas, samping, dan bila perlu bawah atau belakang. Pandangan (view) adalah gambar dua dimensi benda yang dilihat dari satu arah. Pandangan depan dipilih yang paling banyak menunjukkan bentuk. Letak pandangan lain terhadap pandangan depan ditentukan oleh cara proyeksi, yaitu sudut pertama atau sudut ketiga:

1. Proyeksi sudut pertama (first-angle projection), yang banyak dipakai di Eropa dan Asia: pandangan dari kiri diletakkan di sebelah kanan pandangan depan, dan pandangan dari atas diletakkan di bawahnya.
2. Proyeksi sudut ketiga (third-angle projection), yang banyak dipakai di Amerika: pandangan dari kiri diletakkan di sebelah kiri, dan pandangan dari atas di atasnya.

Cara proyeksi ditandai lambang kerucut terpancung di blok judul: dua pandangan kerucut, satu lingkaran ganda dan satu trapesium, dengan urutan yang menunjukkan sudut pertama atau sudut ketiga. Lambang ini dibaca sebelum pandangan mana pun. Bila lambangnya tidak ada, cara proyeksi dicari dari asal gambar dan dicek dengan mencocokkan fitur yang jelas, misalnya lubang yang hanya ada di satu sisi.

Garis

Jenis garis membawa arti menurut standar gambar:

Garis sumbu pada benda bulat menunjukkan bahwa fitur itu simetris terhadap sumbu, dan semua ukuran diameter diukur terhadap sumbu itu.

Potongan, detail, dan skala

Bagian dalam yang rumit ditunjukkan dengan pandangan potongan (section view): benda seolah dipotong di bidang yang ditandai garis potong dengan huruf, misalnya A-A, dan permukaan yang terpotong diarsir. Ada potongan penuh, potongan setengah untuk benda simetris, dan potongan sebagian. Benda pejal seperti poros, baut, dan pasak biasanya tidak diarsir walaupun bidang potong melewatinya.

Detail adalah bagian kecil yang digambar ulang dengan skala lebih besar, misalnya alur cincin pengunci atau radius kecil, dengan huruf penunjuk dan skalanya.

Skala gambar ditulis di blok judul, misalnya 1:1, 1:2 untuk diperkecil, atau 2:1 untuk diperbesar. Skala membantu membayangkan ukuran benda, tetapi ukuran tidak diambil dengan mengukur gambar. Gambar yang dicetak ulang, dipindai, atau dikirim lewat surel dapat berubah ukurannya; yang berlaku adalah angka ukuran yang tertulis. Fitur yang tidak berukuran ditanyakan ke pembuat gambar, tidak diukur dari cetakan.

Memberi dan membaca ukuran

1. Satuan: gambar mekanis biasanya dalam milimeter tanpa ditulis satuannya; gambar dalam inci menyebutnya di blok judul.
2. Lambang: Ø untuk diameter, R untuk radius, □ untuk persegi, dan penulisan seperti $1 \times 45^\circ$ untuk talang.
3. Ukuran berantai memberi ukuran dari satu fitur ke fitur berikutnya; ukuran dari satu acuan memberi semua ukuran dari satu permukaan atau sumbu. Ukuran berantai menumpuk toleransinya, sedangkan ukuran dari acuan tidak. Tiga ukuran berantai masing-masing 20 ± 0,1 milimeter, misalnya, menempatkan lubang ketiga pada $60 \pm 0{,}3$ milimeter dari tepi dengan cara keadaan terburuk, sedangkan ukuran langsung dari tepi, 60 ± 0,1 milimeter, tidak menumpuk.
4. Ukuran rujukan dalam kurung hanya untuk keterangan, tidak diperiksa.
5. Catatan umum di dekat blok judul berlaku untuk seluruh gambar, misalnya "semua tepi tajam ditumpulkan" atau "radius yang tidak diberi ukuran R0,5".

Sebuah buku pegangan teknik manufaktur menyebut dua garis yang dianggap berpotongan tegak lurus karena begitulah keduanya tampak digambar. Banyak gambar memang menganggap sudut yang tampak siku sebagai 90° tanpa menuliskannya, dengan toleransi sudut umum yang berlaku; sudut lain selalu diberi ukuran.

Toleransi tertulis, toleransi umum, dan tumpukannya

Tidak ada benda yang dibuat tepat sama dengan ukuran nominalnya. Toleransi (tolerance) adalah besar penyimpangan dari ukuran nominal yang masih diterima. Ada dua cara menyatakannya:

1. Toleransi tertulis pada ukuran: misalnya 50 ± 0,1, atau batas atas dan bawah, atau lambang suaian seperti Ø25 h6 yang nilainya dibaca dari tabel standar sistem suaian, seperti dijelaskan di Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika tentang pengukuran presisi.
2. Toleransi umum untuk ukuran tanpa toleransi tertulis, dinyatakan di blok judul dengan merujuk standar toleransi umum dan kelasnya. Nilai toleransi umum bergantung pada rentang ukuran dan kelasnya, dan dibaca dari standar itu.

Ukuran tanpa toleransi tertulis tidak berarti "terserah". Pada kasus pembuka, Ø25 dengan lambang suaian berarti rentang yang sempit di bawah 25 milimeter, yang tidak dapat dicapai dan diperiksa dengan jangka sorong biasa (Contoh 2).

Tumpukan toleransi

Bila beberapa ukuran bertoleransi bergabung, toleransi akhirnya menumpuk. Sebuah buku pegangan teknik manufaktur mencatat bahwa walaupun sebuah celah adalah selisih dua ukuran, toleransinya dijumlahkan, dan bahwa bila keadaan terburuk masih di dalam batas toleransi rakitan, tidak akan ada rakitan yang ditolak.

Dengan cara keadaan terburuk, untuk celah $C = B - S$ antara lubang $B$ dan poros $S$:

$$C_{maks} = B_{maks} - S_{min}, \qquad C_{min} = B_{min} - S_{maks}$$

dengan $C$ celah, $B$ diameter lubang, dan $S$ diameter poros, semuanya dalam milimeter; indeks $maks$ dan $min$ menunjuk batas atas dan batas bawah ukuran. Toleransi celah adalah jumlah toleransi kedua ukuran. Lubang 50,00 sampai 50,10 milimeter dengan poros 49,80 ± 0,05 milimeter (49,75 sampai 49,85), misalnya, memberi celah paling besar $50{,}10 - 49{,}75 = 0{,}35$ milimeter dan paling kecil $50{,}00 - 49{,}85 = 0{,}15$ milimeter, sehingga toleransi celahnya $0{,}20$ milimeter, sama dengan jumlah toleransi lubang dan poros. Cara statistik memberi rentang yang lebih sempit dengan anggapan bahwa ukuran-ukuran itu jarang berada di batas terburuk bersamaan, tetapi untuk perbaikan satu atau beberapa komponen di lapangan, cara keadaan terburuk lebih aman.

Toleransi geometrik dan datum

Toleransi ukuran tidak mengendalikan bentuk. Poros dapat mempunyai diameter yang benar di setiap titik tetapi bengkok atau lonjong. Toleransi geometrik (geometric tolerance) mengendalikan bentuk, arah, letak, dan putaran fitur. Sebuah buku pegangan teknik manufaktur mencatat bahwa untuk sebuah fitur nyata dapat ditentukan nilai sebenarnya dari toleransi bentuknya, bahwa toleransi profil adalah perluasan dari toleransi bentuk, dan bahwa penting memahami bagaimana datum ditetapkan.

Golongan yang sering dijumpai:

1. Bentuk, tanpa datum: kelurusan, kerataan, kebulatan, silindrisitas.
2. Arah, terhadap datum: kesejajaran, ketegaklurusan, kemiringan. Buku pegangan yang sama menggambarkan daerah toleransi yang sejajar dengan bidang datum yang ditetapkan.
3. Letak, terhadap datum: posisi, konsentrisitas, simetri.
4. Putar, terhadap sumbu datum: putar melingkar dan putar total, yang penting untuk poros, puli, dan dudukan bantalan.
5. Profil garis dan permukaan.

Toleransi geometrik ditulis dalam bingkai kendali fitur (feature control frame): lambang karakteristik, nilai toleransi (dengan Ø bila daerahnya silinder), lalu huruf datum. Datum adalah fitur acuan, misalnya permukaan dudukan atau sumbu dua dudukan bantalan, yang ditandai segitiga dengan huruf. Buku itu juga mencatat bahwa toleransi seperti itu dapat diperiksa pada benda nyata dengan alat ukur fungsional. Nama standar toleransi geometrik yang umum dipakai adalah standar ISO dan standar Amerika untuk dimensi dan toleransi; arti lambangnya mirip, tetapi aturan rinciannya berbeda, jadi standar yang dirujuk blok judul dibaca.

Tanda kekasaran permukaan, ulir, dan elemen baku

Tanda kekasaran permukaan (surface roughness symbol) menyatakan seberapa halus permukaan harus dikerjakan, biasanya dengan nilai Ra dalam mikrometer, yaitu rata-rata simpangan profil dari garis tengahnya. Tanda centang dasar dengan nilai di atasnya menunjukkan syarat itu; tambahan garis atau lingkaran menunjukkan apakah bahan harus dibuang atau tidak boleh dibuang. Nilai yang lazim: permukaan bubut kasar sekitar Ra 6,3 sampai 12,5, bubut halus sekitar Ra 1,6 sampai 3,2, gerinda sekitar Ra 0,4 sampai 0,8. Dudukan bantalan dan permukaan di bawah bibir segel memerlukan permukaan halus; permukaan yang terlalu kasar mengausi segel dengan cepat, seperti pada selongsong segel di Bab 8 · Material tentang memilih bahan suku cadang.

Ulir dan elemen baku

1. Ulir metrik ditulis seperti $\text{M}10 \times 1{,}5$-6g: diameter nominal 10 milimeter, kisar 1,5 milimeter, kelas toleransi 6g untuk ulir luar. Ulir kasar baku sering ditulis tanpa kisar. Kelas huruf besar seperti 6H untuk ulir dalam. Diameter mata bor tap yang lazim kira-kira diameter nominal dikurangi kisar: untuk $\text{M}8 \times 1{,}25$, $8 - 1{,}25 = 6{,}75$, dibulatkan ke mata bor 6,8 milimeter. Lubang bor dibuat lebih dalam daripada kedalaman ulir supaya ujung tap tidak mentok.
2. Ulir pipa memakai sebutan tersendiri untuk ulir sejajar dan ulir tirus, yang tidak dapat saling dipasangkan dengan aman; penjelasannya ada di Bab 4 · Bangunan & Fasilitas tentang material pipa dan alat sambung dan Bab 3 · Mekanikal & Mekatronika tentang baut dan sambungan ulir.
3. Alur pasak, talang, alur cincin pengunci, dan lubang senter digambar dan diberi ukuran sesuai standar elemennya.
4. Lambang las pada gambar rakitan menunjukkan jenis, ukuran, dan sisi las; prosedur las ada di Bab 13 · Mekanikal & Mekatronika tentang sambungan las, brazing, solder, dan perekat.

Blok judul dan revisi

Blok judul (title block) adalah kotak keterangan gambar, biasanya di pojok kanan bawah, yang memuat:

1. Nama dan nomor gambar, sering sama dengan nomor suku cadang.
2. Bahan dan keadaan perlakuan panasnya, serta perlakuan permukaan.
3. Skala, lambang proyeksi, satuan, dan toleransi umum.
4. Standar yang dirujuk untuk toleransi geometrik dan kekasaran.
5. Revisi: huruf atau angka revisi dengan tabel perubahan, tanggal, dan nama pemeriksa.
6. Berat, nomor lembar, dan nama pembuat dan penyetuju.

Gambar dengan revisi yang lebih lama dapat berbeda ukuran atau bahan dari komponen yang sekarang terpasang. Sebelum membuat suku cadang, revisi gambar dicocokkan dengan nomor suku cadang dan nomor seri mesin, seperti untuk dokumen pabrik di Bab 4 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang membaca manual pabrik.

Membuat sketsa ukur di lapangan

Bila gambar tidak ada dan suku cadang harus dibuat dari komponen lama:

1. Gambar sketsa tangan dengan pandangan yang cukup, dan tulis cara proyeksi yang dipakai.
2. Pilih acuan ukur yang sama dengan fungsi komponen, misalnya sumbu dudukan bantalan atau permukaan dudukan, dan beri ukuran dari acuan itu.
3. Ukur dengan alat yang sesuai (Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika tentang pengukuran presisi), ulangi pada beberapa tempat untuk bagian yang aus, dan catat bagian yang aus atau rusak.
4. Ukur juga pasangannya: lubang bantalan, puli, dan rumah tempat komponen dipasang, karena suaian ditentukan oleh keduanya.
5. Tulis bahan yang diduga, kekerasan bila diukur, kekasaran permukaan yang diperlukan, dan bagian yang harus dikeraskan.
6. Minta pembuat mencocokkan dengan komponen lama sebelum memproduksi lebih dari satu.

Sketsa seperti ini bukan pengganti gambar pabrik untuk komponen kritis; pilihan bahan pengganti dibahas di Bab 8 · Material tentang memilih bahan suku cadang.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: menentukan cara proyeksi. Lambang di blok judul menunjukkan trapesium di sebelah kiri lingkaran ganda. Menurut aturan lambang, itu proyeksi sudut ketiga. Jadi pandangan di sebelah kanan pandangan depan adalah pandangan dari kanan. Pada kasus pembuka, membaca lambang ini lebih dulu akan menempatkan alur pasak di ujung yang benar.

Contoh 2: lambang suaian dudukan bantalan. Gambar menulis Ø25 h6. Menurut tabel sistem suaian untuk rentang 18 sampai 30 milimeter, h6 berarti 0 sampai minus 0,013 milimeter; nilai pasti dibaca dari tabel standar, seperti dijelaskan di Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika tentang pengukuran presisi. Jadi diameter yang diterima 24,987 sampai 25,000 milimeter, yang diperiksa dengan mikrometer, bukan jangka sorong.

Contoh 3: membaca bingkai kendali fitur. Bingkai menulis lambang ketegaklurusan, 0,05, dan huruf A, dengan datum A pada permukaan dudukan flens. Artinya permukaan muka poros harus berada di antara dua bidang sejajar yang berjarak 0,05 milimeter dan tegak lurus terhadap datum A. Permukaan yang miring akan membuat puli berayun walaupun diameternya benar.

Contoh 4: kekasaran di bawah segel. Gambar selongsong segel menulis Ra 0,4 di permukaan kontak bibir segel. Permukaan bubut biasa sekitar Ra 3,2 jauh lebih kasar, jadi permukaan itu digerinda atau dipoles. Selongsong pada kasus suku cadang di Bab 8 · Material tentang memilih bahan suku cadang gagal antara lain karena syarat ini tidak dipenuhi.

Contoh 5: jangan mengukur cetakan. Pada cetakan berskala 1:2, sebuah fitur tanpa ukuran tampak sepanjang 32 milimeter, jadi seolah-olah 64 milimeter. Cetakan itu berasal dari berkas pindaian yang sudah diperkecil, jadi angka itu tidak dipakai. Fitur itu ditanyakan ke pemilik gambar, atau diukur dari komponen asli.

Contoh 6: sketsa braket pengganti. Braket dudukan sensor patah dan tidak ada gambarnya. Teknisi menggambar tiga pandangan dengan proyeksi sudut pertama yang ditulis di sketsa, memberi ukuran dari permukaan dudukan sebagai acuan, mengukur jarak antarlubang dari lubang pasangannya di rangka mesin, menulis tebal pelat dan bahan baja tahan karat yang diduga dari uji magnet dan percikan, dan menandai bahwa tepi harus ditumpulkan. Pembuat mencocokkan sampel pertama di mesin sebelum membuat cadangan.

Kondisi berhenti

Hentikan pembuatan atau pemasangan dan minta keputusan penyelia atau pemilik gambar bila:

1. Cara proyeksi tidak dapat dipastikan.
2. Revisi gambar tidak cocok dengan nomor suku cadang atau nomor seri mesin.
3. Ukuran fitur penting tidak tertulis dan hanya dapat diambil dengan mengukur cetakan.
4. Toleransi atau kekasaran yang diminta tidak dapat dicapai atau diperiksa dengan mesin dan alat yang ada.
5. Komponen untuk fungsi keselamatan, tekanan, atau angkat akan dibuat dari sketsa tanpa gambar pabrik.
6. Bahan atau perlakuan panas di blok judul tidak dapat dipenuhi dan penggantinya belum disetujui.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika tentang pengukuran presisi memberi tabel suaian dan alat ukur untuk memeriksa ukuran di gambar, dan Bab 4 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang membaca manual pabrik membahas gambar pemasangan dan gambar urai dari pabrik. Bab 2 tentang membaca simbol dan diagram membahas diagram fungsi. Ulir dibahas di Bab 3 · Mekanikal & Mekatronika tentang baut dan sambungan ulir dan Bab 4 · Bangunan & Fasilitas tentang material pipa, dan lambang las di Bab 13 · Mekanikal & Mekatronika tentang sambungan las. Bahan dan perlakuan di blok judul dibahas di Bab 2 · Material tentang besi dan baja dan Bab 6 · Material tentang perlakuan panas, dan Bab 8 · Material tentang memilih bahan suku cadang membahas pemilihan bahan untuk suku cadang yang dibuat dari gambar atau sketsa. Bab 6 tentang simbol pneumatik, hidraulik, dan P&ID lanjut menyusul bab ini di rak yang sama.

Latihan dan pembahasan