أساسيات GD&T للمشترين: قراءة إطارات التحكم في الميزات والبيانات

لماذا يجب على المشترين قراءة GD&T

الأبعاد الهندسية والتفاوت، وعادة ما يتم اختصارها إلى GD & T، هي اللغة الرمزية التي يستخدمها المهندسون لتحديد مدى اختلاف شكل الميزة واتجاهها وموقعها. لا يحتاج المشترون إلى التصميم بها، ولكن فهم الأساسيات يساعد عند مراجعة عروض الأسعار ومناقشة تقارير الفحص واكتشاف الرسومات التي سيكون صنعها مكلفًا. تشرح هذه المقالة الأفكار الأساسية بعبارات واضحة. ويتبع المفاهيم المستخدمة في ⁨ASME Y14.5⁩ ومعايير ISO GPS ذات الصلة الوثيقة.

زائد ناقص التفاوت وحدوده

تضع الرسومات التقليدية بُعدًا مع تفاوت زائد ناقص، مثل ⁨40.00 ±0.10⁩، على موقع الحفرة. هذا النهج بسيط ولكنه يترك فجوات. وهو يحدد منطقة تفاوت مربعة لثقب مستدير، ولا يذكر الأسطح التي يقاس منها، ولا يقول سوى القليل عن الشكل أو الاتجاه. يمكن أن يقيس مفتشان نفس الجزء بشكل مختلف ويكون كلاهما "على حق".

تملأ GD&T هذه الفجوات من خلال تحديد الأسطح المرجعية، التي تسمى البيانات، ومناطق التفاوت التي يتطابق شكلها مع الوظيفة.

قراءة إطار التحكم في الميزة

توضع متطلبات GD&T في صندوق مستطيل يسمى إطار التحكم في الميزات. اقرأها من اليسار إلى اليمين.

تعني قراءة الإطار "الموضع، ⁨Ø0.10⁩، A، B، C" أن محور الثقب يجب أن يقع داخل أسطوانة يبلغ قطرها ⁨0.10⁩، وتقع في الموضع النظري الدقيق المقاس من المساند A و B و C.

Datums: نقطة بداية القياس

البيانات هي ميزات يتم اختيارها لتمثيل كيفية وضع الجزء في مجموعته. يزيل المسند الأساسي، وغالبًا ما يكون وجهًا مسطحًا كبيرًا، أكبر قدر من الحرية. تنتهي المساند الثانوية والثالثية من تحديد موقع الجزء. عند الفحص، يتم إعداد الجزء مقابل هذه البيانات، ويتم قياس كل شيء آخر منها.

بالنسبة للمشترين، فإن النقطة الرئيسية هي أن البيانات يجب أن تعكس الوظيفة الحقيقية. قد ينتج الرسم الذي يستخدم حافة تجميلية كمرجع للثقوب الدقيقة أجزاء تجتاز الفحص ولكنها لا تتناسب.

الأبعاد الاساسية.

تسمى الأبعاد الموضحة في المربع الأبعاد الأساسية. ليس لديهم أي تفاوت خاص بهم ؛ فهم يصفون الموقع أو الشكل النظري المثالي، ويوضح إطار التحكم في الميزة مقدار الاختلاف المسموح به. يعرف مراجع عروض الأسعار الذي يرى العديد من الأبعاد الأساسية أن مواقع الميزات يتم التحكم فيها بواسطة GD & T بدلاً من التحمل الزائد والسالب.

عائلات الرموز الرئيسية

لماذا يكون تحمل الوضع أفضل في كثير من الأحيان

تحتوي الفتحة المستديرة ذات الإحداثيات الموجبة والسالبة على منطقة مربعة. تسمح زوايا هذا المربع بمزيد من الخطأ قطريًا أكثر من الخطأ المستقيم على طول المحور، وهو ما لا يعني وجود مسمار مستدير. يستخدم تفاوت الموضع منطقة دائرية، والتي تتطابق مع الوظيفة وتعطي حوالي ⁨57⁩ ٪ من المساحة القابلة للاستخدام أكثر من المربع الذي يلائمها. الأجزاء التي قد تفشل في منطقة مربعة بالقرب من حوافها قد لا تزال مناسبة تمامًا، والموضع يدرك ذلك.

معدِّلات الحالة المادية

تضيف M المحاطة بدائرة، وهي أقصى حالة مادية، تحملًا عندما تنحرف الميزة عن أضيق حجم لها. بالنسبة للفتحة، فإن الحد الأقصى لحالة المادة هو أصغر قطر مسموح به. إذا تم توسيع الفتحة، فسيكون للمسمار مساحة أكبر، لذلك قد يزداد تحمل الموضع بنفس المقدار. يقلل تحمل المكافأة هذا من الخردة دون الإضرار بالتجميع.

يعمل L المحاط بدائرة، وهو أقل حالة مادية، في الاتجاه الآخر ويستخدم حيث يكون الحد الأدنى لسماكة الجدار مهمًا. مع عدم وجود تعديل، يتم تطبيق التفاوت بغض النظر عن حجم الميزة.

تجعل المعدلات الفحص باستخدام المقاييس الوظيفية بسيطًا، وهو أمر مفيد للأجزاء كبيرة الحجم.

ما الذي يدفع التكلفة على رسم GD&T

• قيم تحمل صغيرة جدًا، خاصة في الوضع أو التسطيح أو الجريان السطحي
• يتم تطبيق ضوابط مشددة على كل ميزة بشكل افتراضي بدلاً من المكان الذي تحتاج إليه الوظيفة فقط
• البيانات التي يصعب تثبيتها أو الصغيرة أو المنحنية أو الخشنة
• ملف تعريف السطح على الأشكال المعقدة، والذي يحتاج إلى مسح ضوئي أو فحص CMM
• متطلبات تقارير CMM الكاملة من كل جزء

يمكن للمشتري في كثير من الأحيان خفض التكلفة من خلال السؤال عما إذا كانت وسائل الشرح الضيقة مطلوبة وظيفيًا على جميع الميزات، أو ما إذا كان كتلة التفاوت العامة تغطي معظم الجزء.

مشكلات الرسم الشائعة التي يجب طرحها مبكرًا

• ميزات المسند التي لم يتم تعريفها أو تمت الإشارة إليها ولكن لم يتم تصنيفها
• الأبعاد الأساسية مفقودة، لذلك لا تحتوي وسيلة شرح الموقع على موضع حقيقي محدد
• تضارب زائد ناقص وضوابط GD&T على نفس الميزة
• التحمل أكثر إحكاما من العملية عادة دون جهد خاص
• لم يتم تسمية المعايير، لذلك من غير الواضح ما إذا كانت قواعد ASME أو ISO تنطبق

إن طرح هذه الأسئلة أثناء التسعير أرخص بكثير من اكتشافها عند التفتيش.

كيف يرتبط الفحص بالإطار

عادةً ما يستخدم فحص GD & T آلة قياس إحداثية، والتي تحقق في النقاط الموجودة على المساند، وتحدد الإطار المرجعي المسند ثم تقيم كل ميزة. بالنسبة للحالات الأبسط، يتم استخدام مقاييس الارتفاع والمؤشرات وألواح السطح والمقاييس الوظيفية. تسرد تقارير الفحص كل وسيلة شرح وتحملها والنتيجة المقاسة، وغالبًا ما يتم حساب تحمل المكافأة عند تطبيق المعدلات.

عندما تطلب تقرير فحص، حدد الميزات التي يجب الإبلاغ عنها وعدد الأجزاء. التقرير الكامل عن كل جزء مكلف ؛ غالبًا ما تكون الخصائص الرئيسية للعينة كافية.

ASME و ISO: نفس الفكرة، قواعد مختلفة

تستخدم ⁨ASME Y14.5⁩ ومعايير ISO GPS العديد من الرموز نفسها، ولكن تختلف بعض القواعد الافتراضية. أحد الأمثلة المهمة هو العلاقة بين الحجم والشكل. بموجب ASME، لا يجوز أن تتجاوز ميزة الحجم بشكل افتراضي شكلها المثالي عند الحد الأقصى للمواد، وغالبًا ما تسمى القاعدة 1 أو مبدأ المغلف. بموجب ISO، يكون الحجم والشكل مستقلين افتراضيًا ما لم يتم استدعاء متطلبات الظرف. يجب أن يذكر الرسم النظام الذي ينطبق، عادة في كتلة العنوان أو الملاحظات العامة، لذلك يفسره المورد والمفتش بنفس الطريقة.

الإصدارات مهمة أيضًا. تغيرت القواعد والرموز بين الإصدارات، لذا فإن ملاحظة مثل "⁨Interpret per ASME Y14.5-2018⁩" تزيل الشك.

مثال عملي للقراءة

تخيل طبقًا به أربعة ثقوب للتركيب. المسند أ هو الوجه السفلي، المسند ب جانب طويل والمسند ج جانب قصير. للثقوب أبعاد أساسية من B و C وموضع قراءة إطار، ⁨Ø0.20⁩ عند MMC، A، B، C. بكلمات بسيطة: ضع اللوحة على وجهها السفلي، وادفعها على الجانب الطويل ثم الجانب القصير، ويجب أن يقع كل محور ثقب داخل أسطوانة قطرها ⁨0.20⁩ حول موقعها الدقيق. إذا كان الثقب أكبر من أصغر حجم مسموح به، فقد تنمو الأسطوانة بنفس الكمية.

مسرد قصير للمصطلحات

ملخص سريع لأهم النقاط العملية للمشترين

اسأل عن المعيار والطبعة التي يتبعها الرسم. تأكد من أن البيانات منطقية وظيفيًا. تساءل عن وسائل الشرح الضيقة التي يبدو أنها تنطبق في كل مكان. الاتفاق على طريقة الفحص ونطاق التقرير قبل الإنتاج. تساعد هذه الخطوات على ضمان أن الأجزاء التي تتلقاها مقبولة على الورق وعملية في التجميع.