تلرانس هندسی و ابعادی

تلرانس هندسی و ابعادی (GD&T) زبانی از سمبل ها و معیارهایی است که توسط مهندسین و تولید کنندگان برای توصیف یک محصول طراحی شده و مورد استفاده قرار می گیرد تا محصول را توصیف و تسهیل برقراری ارتباط بین اشخاصی که با یکدیگر برای تولید چیزی کار می کنند.

چندین استاندارد در سراسر جهان وجود دارد که نمادها را توصیف می کند و قوانین استفاده شده در GD&T را تعریف می کند. یکی از این استاندارد ها، انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) Y14.5 است. این مقاله بر اساس آن استاندارد ساخته شده است، اما سایر استانداردها، مانند استاندارد های سازمان بین المللی استاندارد (ISO)، ممکن است کمی متفاوت باشد. استاندارد Y14.5  این مزیت را دارد که مجموعه­ای نسبتاً کامل از استانداردها را برای GD&T در یک سند ارائه دهد. در مقایسه با استانداردهای ISO ، معمولاً فقط به یک موضوع واحد پرداخته می شود. استانداردهای جداگانه­ای وجود دارد که جزئیات مربوط به هر یک از نمادها و مباحث اصلی را نشان می دهد (به عنوان مثال موقعیت، صاف بودن، مشخصات و غیره).

با تعمیق دانش خود در مورد نحوه ایجاد GD&T به خوبی ساختار یافته، ارتباط با فروشگاه ماشین خود را بهبود می بخشید و اطمینان حاصل می کنید که همه افراد درگیر صحبت با همان زبان هستند. یادگیری چیزهای زیادی در مورد تسلط GD&T وجود دارد، بنابراین این پست به عنوان یک نقطه شروع به شما کمک می کند تا مهمترین مفاهیم GD&T را درک کنید، از جمله:

• تلرانس ماشینکاری CNC
• فرم و قاب نمادهای مرجع
• تفسیر نمادهای GD&T
• قاب کنترل ویژگی
• ابعاد اساسی
• اصلاح کننده وضعیت مواد

آموزش ابعاد گذاری و تلرانس گذاری هندسی بر اساس استاندارد ASME Y14.5-2018

تلرانس هندسی چیست؟

تلرانس گذاری هندسی (GD&T) یک زبان نمادها و استانداردها است که توسط مهندسان و سازندگان طراحی شده و مورد استفاده قرار می گیرد تا یک محصول را توصیف و ارتباط بین بخش های مختلف را برای تولید یک محصول ساده کند

با تقویت دانش خود در مورد چگونگی ایجاد GD&T شما ارتباط برقرار کردن با واحد تولید سازمان خود را بهبود می بخشید و اطمینان حاصل می کنید که همه کسانی که درگیر پروژه هستند با آن زبان  صحبت می کنند.

هنگامی که صحبت از GD&T می شود، مسائل بسیار زیادی برای یادگیری هست، بنابراین این مقاله به عنوان یک نقطه شروع برای کمک به شما در درک مفاهیم مهم GD&T می باشد، مطالب زیر شامل:

• تلرانس های ماشینکاری CNC
• فریم کنترل مبنا Datum Reference Frame (DRF)
• تفسیر نمادهای GD&T
• فریم کنترل مشخصه
• ارتباط ابعاد اصلی
• اصلاح کننده ها (Material Condition Modifiers)

مبناهای اصلی وصل می کند.

نمادها GD&T

نمادها یا ویژگی های هندسی مشخصه هایی هستند که اغلب هنگام صحبت در مورد GD&T به ذهن می آیند. در مجموع چهارده ویژگی GD&T وجود دارد و نمادهایی که آنها را نشان می دهند، در ادامه آورده شده است.

این نمادها در اولین قسمت یک قاب کنترل ویژگی قرار می گیرند و نوع تلرانسی را که به این مشخصه اعمال می شود را تعریف می کند. مشخصه ها با هم در یک گروه تقسیم بندی می شود: فرم (Form)، جهت(Orientation)، محل (Location)، لنگی (Run-out) و مکان نقاط مشتق شده (Location of derived median points). نوع استفاده و توصیف هر ویژگی نیز نشان داده شده است.

تلرانس فرم، “شکل” مشخصه را کنترل می کند و اغلب به عنوان یک محدود کننده اندازه استفاده می شود.

تلرانس های راستا “کجی” مشخصه را کنترل می کنند و همیشه با ابعاد زاویه مبنا همراه هستند و اغلب به عنوان یک محدود کننده موقعیت استفاده می شود. اگر به سطوح اعمال شود، فرم را نیز کنترل می کند.

تلرانس موقعیت، موقعیت را کنترل می کند و همیشه با ابعاد مبنا همراه است. تلرانس موقعیت، موقعیت دهی و راستا و صفحه ها یا محورهای مشتق شده از مشخصه اندازه را کنترل می کند . تلرانس پروفیل، موقعیت صفحه ها را مشخص می کند. تلرانس پروفیل قوی ترین مشخصه در بین تمام تلرانس ها است که همچنین راستا و فرم را کنترل می کند.

فریم کنترل مشخصه

فریم کنترل مشخصه الزامات یا دستورالعمل هایی را برای مشخصه ای که به آن متصل است، بیان می کند. به زبان ساده، فریم کنترل مشخصه، مشخصه ها را کنترل می کند. هر فریم کنترل مشخصه شامل تنها یک پیام (مورد نیاز) است؛ اگر دو پیام برای یک مشخصه نیاز باشد، دو فریم کنترل مشخصه مورد نیاز هستند.

GD&T زبانی است بین المللی برای توصیف یک محصول در سه بعد و از قوانین بین المللی و علامت های شناخته شده برای معرفی محصول استفاده میکند و باعث حذف شدن توضیحات گوناگون و تفسیرهای اضافه نقشه می شود.

ابعاد گذاری و تلرانس گذاری هندسی یا همان GD&T یکی از قدرتمندترین ابزار هاست که میتواند به کاهش هزینه ها، بالا بردن کیفیت کم کردن زمان تولید کمک کند.

ابعادگذاری و تلرانس‌گذاری هندسی (GD&T) در تمام دنیا به عنوان تنها روش موثر برای تعریف قطعه هندسی شناخته شده است.

اجزاء GD&T :

• یک زبان مختصر در اسناد مهندسی می باشد که برای ارائه یک تعریف شفاف از قطعات مکانیکی استفاده می‌شود.
• نمادها
• قوانین
• کلمات
• تعاریف ریاضیاتی  (ASME Y14.5.1)
• استانداردهای ملی (ASME Y14.5-2018 و ASME Y14.41)
• استاندارهای بین‌المللی (ISO 1101 و …)

استانداردهای GD&T :

در دو قرن اخیر، صنعت برای تعریف شفاف قطعه با مشکلات زیادی دست و پنجه نرم کرده است.

طبق تحقیقات انجمن مهندسان مکانیک آمریکا:

 موفق‌ترین رویکرد ، به کارگیری (GD&T) یا همان ابعادگذاری و تلرانس‌گذاری هندسی  است.

و در نهایت بعد از گذشت بیش از 80 سال بهسازی و اصلاح، صنعت دارای استانداردی می باشد که تقریباً تمام موقعیت‌ها را به خوبی کنترل می‌کند.

این استاندارد توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا منتشر و در قالب ASME Y14.5-2018طراحی شده است. ممکن است در اولین نگاه، نقشه کشی، طبق استاندارد جدید به ظاهر پیچیده باشد، با این حال، با نگاه مستقل به هر نماد یا تلرانس، همه چیز برای شما شفاف و ملموس خواهد شد.

نقشه مهندسی  یک سند قانونی است. از آنجائیکه بخشی از قرارداد بین دپارتمان‌ها یا مشتریان و تأمین کنندگان است، بنابراین باید مانند هر سند قانونی دیگر، دارای معنی و مقصود واحد و به دور از هر نقطه ضعف و نقص باشد.

در یک بررسی جامع :

“تخمین زده شده است که بالای 80% از مستندات مهندسی تولید شده  به نحوی ناقص هستند.“

معمولاً هندسه ایده‌آل به صورت شفاف توسط ابعادگذاری تعریف شده است. به طور معمول مقدار تغییرات قابل قبول یا تلرانس هندسی  اسمی (ایده آل) واضح نیست. در بیشتر شرکت‌ها مسئولیت تلرانس فرض شده بدون هیچ ورودی مناسبی از مناطق به دپارتمان طراحی سپرده شده است که باید با مشخصات مقایسه شوند. اغلب تلرانس‌ها به شدت بسته، غیرشفاف و غیر قابل اجرا هستند. که اکثر این مشکلات به دلایل زیر می باشد:

• درخواست‌ برای تغییرات مهندسی
• ضایعات
• بازبینی (دوباره کاری)

استاندارد ASME Y14.5 و استانداردهای ISO به صورت توأماً برای GD&T گسترش پیدا کرده‌اند. زیرا اصول بسیار مشترکی در آنها وجود دارند. متاسفانه، همیشه چند تفاوت بین استانداردهای GD&T وجود دارد. استاندارد Y14.5 همیشه تاکید زیادی روی قصد طراحی دارد. این بدین معنی است که قطعات ،به طور کلی تعریف شده‌اند تا اطمینان حاصل شود که عملکرد مورد نظر را انجام می‌دهند. این مورد ممکن است موضوع را در بعضی مواقع برای کسانی که تولید و بازرسی این قطعه را انجام ‌دهند، دشوار کند. استاندارد Y14.5 نمی گوید که برای ساختن چگونه قطعه را تولید کنند یا بازرس برای بازرسی قطعه از چه تجهیزاتی استفاده کند. این مقصود در نظر گرفته می‌شود تا روشن باشد چه چیزی قابل قبول است و اطمینان حاصل شود که استفاده از قطعه مورد نظر آنچه را که برای آن مقصود در نظر گرفته شده است انجام خواهد داد. مطمئنا، طراح باید هنگام طراحی نقشه، تولید و بازرسی قطعه این بخش را در نظر بگیرد. به همین دلیل است که جستجوی وروردی از دیگر حوزه‌ها بسیار مهمتر است.

ابعاد گذاری و تلرانس گذاری هندسی در استاندارد ISO

استانداردهای GD&T  ایزو تاکید بیشتری بر مترولوژی یا اندازه گیری قطعه دارند. اغلب ISO به سمت پیشرفت در تجهیزات اندازه‌گیری به جای عملکرد قطعه هدایت می‌شود. این یک دلیل بزرگ است که چرا ASME Y14.5 استانداردی است که در سراسر جهان استفاده می‌شود.

 تاریخچه GD&T:

در طول جنگ جهانی دوم ایالات متحده قطعات کثیری را تولید می نمود .این قطعات جهت استفاده به سایر نقاط درگیر جنگ فرستاده می شد . علی رغم تولید قطعات مطابق تعاریف انجام شده  آن ها قابل استفاده نبودند. بعد از جنگ ، کمیته ای متشکل از نمایندگان دولت ، صنعت و آموزش تشکیل شد . وقت و تلاش زیادی جهت انجام بررسی مشکل قطعات معیوب صرف شد.

این کمیته می بایست جهت اطمینان از عملکرد و مونتاژ مناسب قطعات در هر زمان راه حلی می یافت. نتیجه ی این کارگروه بسط و توسعه Gd&T بود .نتیجه آن ارائه  استاندارد  USASI Y 14.5-1966  بود. این استاندارد در سال های بعد نیز بازنگری شد.

ANSI  Y14.5 -1974

ANSI  Y14.5M – ۱۹۸۲

ANSI  Y14.5M  -۱۹۹۴

ASME  Y 14.5M-2009

ASME  Y 14.5M-2018

ابعاد گذاری و تلرانس گذاری هندسی چیست؟

ابعادگذاری و تلرانس گذاری هندسی یک زبان بین المللی با استفاده از علائم می باشد و این زبان برای تعریف اندازه ، شکل ، جهت و موقعیت ویژگی های یک قطعه مورد استفاده قرار می گیرد . ویژگی های تلرانس گذاری شده با GD&T ارتباط واقعی بین جفت قطعات را به خوبی نمایش می دهند.

استفاده از GD&T باعث ایجاد تفسیر یکسان از نقشه ها میشود. اطمینان از مونتاژ مناسب جفت قطعات ، افزایش کیفیت و کاهش هزینه ها از دیگر مزایا است.

طراح هنگام تلرانس گذاری هندسی باید به وضعیت مونتاژی و عملکردی هر ویژگی دقت کافی داشته باشد . GD&T بعنوان یک چک لیست که طراح نمام ویژگی های یک قطعه را با آن بررسی کرده، عمل  می کند.

سر فصل دوره ابعاد گذاری و تلرانس گذاری هندسی (دوره GD&T)   :

مباحث دوره GD&T  فشرده :

دوره آموزش GD&T فشرده برای اولین بار در کشور توسط مهندس موسوی طراحی گردید و مورد استقبال صنعتگران و دانشجویان قرار گرفت.

مشخصه های اصلی GD&T

نواحی تلرانسی:

بحث ناحیه تلرانسی مشخصه های هندسی از مباحث مهم GD&T  هست که در جلسه اول راجب آن صحبت میکنیم.

چارچوب کنترل ویژگی FCF

• چارچوب كنترل ويژگي (FCF) شايد مهمترين علامت در سيستم تلرانس گذاري هندسي باشد. این علامت در استاندارد ISO به نام جدول تلرانسی (Tolerance Frame) است.

FCF  متصل می شود به ویژگی ها تا فرم ، راستا یا مکان ویژگی ها را کنترل کند .

• FCF می تواند از 2 تا 5 (  در مواردی که بحث خصوصی سازی مبناها بیان میشود میتواند بیش از 5 خانه داشته باشد) خانه داشته باشد:

.