pengukuran kekasaran

1. Persentasi Mata Kuliah Metrologi Industri dan Kontrol Kualitas
“Pengukuran Kekasaran”
Dosen Pengampuh mata kuliah : Dr. Bernadus Sentot Wijanarka, M.T.
Hesty Monica Suri
21522251007

2. Pengukuran Kekasaran Permukaan
1. Pengertian Kekasaran
Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang
disebabkan oleh kondisi pemotongan dari proses pemesinan. Oleh
karena itu, untuk memperoleh produk bermutu berupa tingkat
kepresisian yang tinggi serta kekasaran permukaan yang baik, perlu
didukung oleh proses pemesinan yang tepat. Karakteristik kekasaran
permukaan dipengaruhi oleh faktor kondisi pemotongan dan geometri
pahat Untuk memperoleh profil suatu permukaan, digunakan suatu alat
ukur yang disebut surface tester.

3. 2. Pengertian Permukaan
Permukaan adalah suatu batas yang memisahkan benda padat dengan
sekitarnya. Dalam prakteknya, bahan yang digunakan untuk benda kebanyakan
dari besi atau logam. Oleh karena itu, benda-benda padat yang bahannya
terbuat dari tanah, batu, kayu dan karet tidak akan disinggung dalam
pembicaraan mengenai karakteristik permukaan dan pengukurannya.
Oleh karena itu, untuk mempermudah pengukuran maka
penampang permukaan perlu dipotong. Cara pemotongan biasanya ada empat
cara yaitu pemotongan normal, serong, singgung dan pemotongan singgung
dengan jarak kedalaman yang sama. Garis hasil pemotongan inilah yang
disebut dengan istilah profil, dalam kaitannya dengan permukaan. Dalam
analisisnya hanya dibatasi pada pemotongan secara normal.

4. Dengan melihat profil ini maka bentuk dari suatu permukaan pada
dasarnya dapat dibedakan menjadi dua yaitu permukaan yang kasar
(roughness) dan permukaan yang bergelombang (waviness). Permukaan
yang kasar berbentuk gelombang pendek yang tidak teratur dan terjadi
karena getaran pisau (pahat) potong atau proporsi yang kurang tepat
dari pemakanan (feed) pisau potong dalam proses pembuatannya.

5. S E D A N G K A N P E R M U K A A N YA N G B E R G E L O M B A N G
M E M P U N YA I B E N T U K G E L O M B A N G YA N G L E B I H
PA N J A N G D A N T I D A K T E R AT U R YA N G D A PAT T E R J A D I
K A R E N A B E B E R A PA FA K T O R M I S A L N YA P O S I S I
S E N T E R YA N G T I D A K T E PAT, A D A N YA G E R A K A N
T I D A K L U R U S ( N O N L I N I E R ) D A R I P E M A K A N A N
( F E E D ) , G E TA R A N M E S I N , T I D A K I M B A N G N YA
( B A L A N C E ) B AT U G E R I N D A , P E R L A K U A N PA N A S ( H E AT
T R E AT M E N T ) YA N G K U R A N G B A I K , D A N S E B A G A I N YA .
D A R I K E K A S A R A N ( R O U G H N E S S ) D A N G E L O M B A N G
( WA N I V E S S ) I N I L A H K E M U D I A N T I M B U L K E S A L A H A N
B E N T U K . U N T U K L E B I H J E L A S N YA D A PAT D I L I H AT
D I B AWA H I N I :

6. G A M B A R 2 . K E K A S A R A N , G E L O M B A N G D A N K E S A L A H A N
B E N T U K D A R I S U AT U P E R M U K A A N

7. 3 . PA R A M E T E R - PA R A M E T E R P E R M U K A A N
1 . P R O F I L G E O M E T R I S I D E A L ( G E O M E T R I C A L LY I D E A L P R O F I L E )
P R O F I L I N I M E R U PA K A N P R O F I L D A R I G E O M E T R I S P E R M U K A A N
YA N G I D E A L YA N G T I D A K M U N G K I N D I P E R O L E H D I K A R E N A K A N
B A N YA K N YA FA K T O R YA N G M E M P E N G A R U H I D A L A M P R O S E S
P E M B U ATA N N YA . B E N T U K D A R I P R O F I L G E O M E T R I S I D E A L I N I
D A PAT B E R U PA G A R I S L U R U S , L I N G K A R A N , D A N G A R I S
L E N G K U N G .
2 . P R O F I L R E F E R E N S I ( R E F E R E N C E P R O F I L E ) P R O F I L I N I
D I G U N A K A N S E B A G A I D A S A R D A L A M M E N G A N A L I S I S
K A R A K T E I S T I K D A R I S U AT U P E R M U K A A N . B E N T U K N YA S A M A
D E N G A N B E N T U K P R O F I L G E O M E T R I S I D E A L , T E TA P I T E PAT
M E N Y I N G G U N G P U N C A K T E R T I N G G I D A R I P R O F I L T E R U K U R
PA D A PA N J A N G S A M P E L YA N G D I A M B I L D A L A M P E N G U K U R A N .

8. 3. Profil Terukur (Measured Profile) Profil terukur adalah profil dari suatu
permukaan yang diperoleh melalui proses pengukuran. Profil inilah yang
dijadikan sebagai data untuk menganalisis karakteristik kekasaran
permukaan produk pemesinan.
4. Profile Dasar (Root Profile) Profil dasar adalah profil referensi yang
digeserkan kebawah hingga tepat pada titik paling rendah pada profil
terukur.
5. Profile Tengah (Centre Profile) Profil tengah adalah profil yang berada
ditengah-tengah dengan posisi sedemikian rupa sehingga jumlah luas
bagian atas profil tengah sampai pada profil terukur sama dengan jumlah
luas bagian bawah profil tengah sampai pada profil terukur.

9. Untuk lebih memperjelas dimana posisi dari profil geometis ideal, profil
terukur, profil referensi, profil dasar, dan profil tengah, dapat dilihat pada
gambar dibawah ini:
Gambar 3 Profil suatu permukaan

10. 6. Kedalaman Total (Peak to Valley), Rt Kedalaman total ini adalah
besarnya jarak dari profil referensi sampai dengan profil dasar.
Satuannya adalah dalam micron (µm).
7. Kedalaman Perataan (Peak to Mean Line), Rp Kedalaman perataan
(Rp) merupakan jarak rata-rata dari profil referensi sampai dengan
profil terukur. Bila juga dikatakan bahwa kedalaman perataan
merupakan jarak antara profil tengah dengan profil referensi.
Gambar 4 Kedalaman total dan kedalaman perataan

11. 8. Kekasaran Rata-rata Aritnetis (Mean Roughness Indec/Center Line
Average, CLA), Ra Kekasaran rata-rata merupakan harga-harga rata-rata
secara aritmetis dari harga absolut antara harga profil terukur dengan profil
tengah.
a. Toleransi Harga Ra
Seperti halnya toleransi ukuran (lubang dan poros), harga kekasaran rata-rata
aritmetis Ra juga mempunyai harga toleransi kekasaran. Dengan demikian
masing-masing harga kekasaran mempunyai kelas kekasaran yaitu dari N1
sampai N12. Besarnya toleransi untuk Ra biasanya diambil antara 50% ke
atas dan 25% ke bawah. Tabel 22 menunjukkan harga kekasaran rata-rata
beserta toleransinya.

12. MENENTUKAN NILAI
Ra &Rq

13. Tabel 1. Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra

14. Tabel 2. Tingkat kekasaran rata-rata permukaan menurut proses pengerjaannya

15. 9. Kekasaran Rata-rata Kuadratis (Root Mean Square
Height), Rg Besarnya harga kekasaran rata-rata kuadratis
ini adalah jarak kuadrat rata-rata dari harga profil terukur
sampai dengan profil tengah. Pada arah mendatar juga
terdapat beberapa parameter yang bisa digunakan untuk
menjelaskan ketidakteraturan permukaan.
Parameterparameter tersebut antara lain :
a. Lebar Gelombang (Waviness Width), Aw Lebar
gelombang adalah jarak rata-rata aritmetis dari jumlah
jarak awi yang terletak di antara dua puncak gelombang
pada profil terukur yang letaknya berdekatan dengan
panjang sampel pengukuran sw. Satuan dari lebar
gelombang adalah dalam milimeter.

16. Lebar Kekasaran (Roughness Width), Ar Lebar kekasaran adalah
jarak rata-rata aritmetis dari jumlah jarak ari yang terletak di antara
dua puncak kekasaran pada profil terukur yang letaknya berdekatan
dengan panjang sampel pengukuran s. Satuan dari lebar kekasaran
juga dalam milimeter.
Gambar 5. Lebar gelombang dan lebar kekasaran

17. 1. Parameter lain dari permukaan
a. Parameter bentuk
Parameter ini dapat dijelaskan dengan menganalisis hubungan antara
Rp dan Rt sehingga didapatkan suatu angka yang disebut dengan
koefisien lekukan (Ku) dan koefisien kelurusan (Kv).
Koefisien lekukan (Ku) dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
𝐾
𝑢=
𝑅𝑝
𝑅𝑡
Sedangkan koefesien kelurusan (Kv) dinyatakan dalam persamaan
sebagai berikut :

18. Kombinasi dari bentuk gelombang dan kekasaran selalu terdapat dalam
ketidak teraturan suatu permukaan. Oleh karena itu, dalam pemeriksaan
kekasaran permukaan sedapat mungkin dipisahkan antara gelombang dan
kekasaran. Dengan mengambil dua buah sampel yang berbeda panjangnya
maka dapat dipisahkan bentuk gelombang dari kekasaran, yaitu untuk
gelombang panjang sampelnya lebih panjang dari pada untuk kekasaran. Dari
cara ini diperoleh parameter yang lain lagi dari profil permukaan yaitu
ketinggian gelombang (W) (waviness height), lihat Gambar dibawah.
Gambar 6. tinggi gelombang pada permukaan

19. 2. Penulisan Spesifikasi Permukaan dalam Gambar Teknik
Meskipun tidak ada satu parameter pun yang bisa digunakan untuk
menjelaskan ketidak teraturan suatu permukaan secara sempurna, namun
salah satu atau beberapa parameter permukaan masih tetap digunakan orang.
Hal ini dilakukan untuk mendapatkan suatu persyaratan yang diinginkan
dalam usaha mendapatkan suatu produk dengan tingkat kehalusan
semaksimal mungin sesuai dengan kualitas fungsional dari komponen yang
dibuat. Untuk mendapatkan informasi yang jelas mengenai bentuk
permukaan yang harus dibuat maka beberapa simbol harus dicantumkan
dalam gambar teknik. Agar diperoleh suatu keseragaman bahasa dalam
menterjemahkan simbol tersebut maka badan standar internasional ISO
dengan rekomendasinya R 1302 telah menganjurkan cara penulisan
spesifikasi permukaan.

20. Gambar 7. Simbol spesifikasi permukaan
1. Angka (1.5) menunjukkan bahwa dimensi permukaan yang akan di
kerjakan harus diberi kelonggaran sebesar 1.5 milimeter sebelum
dilakukan penyelesaian akhir (finishing) melalui permesinan.
2. Angka 0.8 menunjukkan bahwa kekasaran rata-rata maksimum
yang diijinkan adalah 0.8 µm.
3. Pada bagian atas dari tanda segitiga terdapat tulisan yang berbunyi
proses frais, artinya: penyelesaian akhir dari permukaan (finishing)
dilakukan dengan menggunakan mesin frais (milling machine).

21. 4. Angka 2.5 menunjukkan angka panjangnya sampel pengukuran yang
harus diambil dalam pemeriksaan kekasaran permukaan dari komponen
yang dibuat tersebut.
5. Tanda (Rt = ...) menunjukkan bahwa harga parameter yang lain
selain Ra perlu diperhatikan dalam proses akhir permesinan dari suatu
permukaan.
6. Tanda T menunjukkan bahwa arah bekas pengerjaan harus tegak
lurus pada bidang proyeksi dari penampang tepat tanda dipakai.

22. American Standard Association (ASA) juga telah memberikan
rekomendasiya dalam kaitannya dengan penulisan spesifikasi permukaan dan
parameter-parameter yang digunakan dalam menjelaskan karakteristik
permukaan. Gambar 7.11 menunjukkan contoh penulisan spesifikasi
permukaan berdasarkan ASA. B46.1-1962. Simbol yang digunakan oleh ASA.
B46.1-1962 untuk mengkomunikasi standard permukaan melalui gambar
teknik ternyata tidak jauh berbeda dengan yang dikemukakan oleh ISO R
1302. Yang berbeda adalah pada sistem satuannya, yaitu dalam microinch
untuk ASA b 46.1 dan micrometer (µm) untuk ISO 1302.

23. Gambar 8. Simbol penulisan spesifikasi permukaan dapat parameterparameternya
menurut ASA B46.1 – 1962

24. Mengenai tanda atau simbol bekas pengerjaan (lay) ada beberapa macam antara
lain yaitu :
= artinya: arah bekas pengerjaan sejajar dengan bidang proyeksi dari potongan
tempat tanda dipakai.
┴ artinya: arah bekas pengerjaan tegak lurus bidang proyeksi dari penampang
tempattanda dipakai.
X artinya: arah bekas pengerjaan bersilangan pada dua arah terhadap bidang
proyeksi tempat tanda dipakai.
M artinya: arah bekas pengerjaan tidak teratur atau banyak arahnya (multi
direction).
[ artinya: arah bekas pengerjaan harmpir berupa lingkaran-lingkaran terhadap
pusat permukaan tempat tanda dipakai.
R artinya: arah bekas pengerjaan mendekati radial terhadap pusat permukaan
tempat tanda dipakai.

25. 3. Alat ukur pengujian kekasaran
Surface RoughnessTester merupakan alat yang mampu mengukur
tingkat kekasaran permukaan. Setiap permukaan komponen dari
suatu benda mempunyai beberapa bentuk dan variasi yang berbeda
baik menurut strukturnya maupun dari hasil proses
produksinya. Roughness/kekasaran didefinisikan sebagai
ketidakhalusan bentuk yang menyertai proses produksi yang
disebabkan oleh pengerjaan mesin. Gambar alat tersebut dapat
dilihat pada gambar dibawah:

26. Langkah – langkah pengerjaan dengan alat ini adalah :
1. Benda uji diletakkan pada meja datar.
2. Ujung dari dial indicator di set pada posisi stabil untuk
melakukan pembacaan skala tekanan tehadap permukaan benda uji
3. Tentukan seberapa panjang dari bagian benda ukur yang akan di
uji kekasaran permukaannya, nantinya panjang inilah yang akan di
lewati oleh dial indicator.
4. Apabila dial indicator telah melakukan pengukuran sepanjang
jarak yang kita tentukan, nilai kekasaran permukaan akan tercatat,
dan dapat dilihat dalam bentuk print out.
5. Sebelum dilakukan pengukuran, benda uji dan alat ukur telah
diatur sehingga sedapat mungkin tidak terdapat kesalahan dalam
pengukuran.

27. 3. Cara pengukuran permukaan
1. Pengukuran Kekasaran Permukaan Secara Tidak Langsung
a. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Cara Meraba (Touch
Inspection) Pemeriksaan kekasaran di sini adalah dengan meraba
muka ukur. Sebagai alat perabanya adalah ujung jari.
b. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Mikroskop (Microscopic
Inspection)
Cara pemeriksaan kekasaran permukaan dengan menggunakan
mikroskop adalah metode yang lebih baik dari pada cara yang sudah
dibicarakan yaitu meraba, melihat dan menggaruk permukaan.
c. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Poto (Surface Photograph)
Pengukuran dengan cara ini adalah mengambil gambar atau memotret
permukaan yang akan diperiksa

28. d. Pemeriksaan Kekasaran dengan Peralatan Kekasaran Secara Mekanik
(Mechanical Roughness Instrument) Mechanical Roughness Instrument yang
disingkat dengan MECRIN adalah peralatan untuk memeriksa kekasaran
permukaan yang merupakan perkembangan dari cara perabaan atau
penggarukan permukaan.
e. Alat Ukur Kedalaman Kekasaran (The Dial Depth Gauge)
Untuk harga kekasaran Ra di atas 5.0 µm, misalnya permukaan yang
dikerjakan dengan sekrap, perlu diperiksa dengan peralatan yang lebih
cocok karena keterbatasan dari penggunaan peralatan stylus.

29. 2. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan Secara Langsung
a. Pemeriksaan Kekasaran Permukaan dengan Profilometer
Sistem kerja dari profilometer pada dasarnya sama dengan prinsip peralatan
gramophone. Perubahan gerakan stylus sepanjang muka ukur dapat dibaca
pada bagian amplimeter.
b. Alat Ukur Permukaan Tomlinson Surface Meter
Peralatan ukur Tomlinson Surface Meter terdiri dari beberapa komponen antara
lain yaitu: stylus, skid, pegas spiral, pegas daun, rol tetap, kaca tetap yang dilapisi
bahan tertentu sehingga terdapat bekas ada goresan pada permukaannya (smoked
glass) dan badan (body).
c. Alat Ukur Permukaan Taylor-Hobson Talysurf
Alat ukur permukaan in imerupakan alat ukur elektronik dan bekerja atas
dasar prinsip modulasi (modulating priciple).

30. PERTANYAAN
 1. Lambang kekasaran permukaan berikut yang dapat dilakukan
dengan pengerjaan mesin dan arah pengerjaan yang tegak lurus adalah

31.  2. Pengertian Simbol “N” pada kekasaran permukaan adalah
a. Penyimpangan rata-rata aritmatik garis rata-rata profil dalam
satuan (Mikron)
b. Ketidakrataan ketinggian sepuluh titik (satuan Mikron)
c. Kualitas toleransi Internasional
d. Kelas kekasaran ( Kualitas Pengerjaan)

32.  3. Silahkan buka tabel harga kekasaran. Apabila benda kerja akan
dibubut dengan kualitas kekasaran halus, maka harga kekasaran antara..
a. N5 - N6
b. N7 - N9
c. N9 -N12
d. N6 - N7
e. N8 - N10

33. Terima Kasih