ידוע שמוצרים מיוצרים לעולם לא יכולים להיות התאמה מדויקת לעיצובים התיאורטיים שלהם. הגודל האמיתי של המוצר שונה לרוב מהעיצוב המיועד המקורי. המטרה של מימד וסובלנות גיאומטרית (GD&T) הוא לשלוט ולהגביל את הווריאציה הזו.
ב-GD&T, הסובלנות הנקראת "מיקום" משמשת בדרך כלל כקו מנחה עבור יצרנים בתעשיית החריטה והכרסום CNC. עם זאת, אנשים רבים נוטים להתייחס לסמל GD&T זה כ"עמדה אמיתית". במציאות, על פי ה ASME Y14.5 תקן, המונח לסמל זה הוא פשוט "עמדה". אז איך מוגדרים מונחים אלה וכיצד להבחין ביניהם?
כאן נסקור את היסודות של מיקום ומיקום אמיתי, ההבדל בין מיקום למיקום אמיתי, וכיצד להשתמש, לחשב ולמדוד את המיקום האמיתי.
מה העמדה ב-GD&T?
המיקום ב-GD&T, הידוע גם בשם גיאומטרי מימד וסובלנות, מגדיר טווחי וריאציה מקובלים למיקום של תכונות בחלק. לסובלנות זו יש חשיבות רבה לשליטה במיקום של תכונות קריטיות כמו חורים, בוסים, סיכות, ואלמנטים גיאומטריים אחרים.
סובלנות המיקום מורכבת משני מרכיבים מרכזיים: ערך הסובלנות והפניית הנתונים. ערך הסובלנות מייצג את הסטייה המקסימלית המותרת מהמיקום האמיתי, בעוד הפניה לנתונים משמשת כנקודה, קו או מישור המשמשים כבסיס למדידה.
ניתן להחיל סובלנות מיקום על תכונות דו-ממדיות ותלת-ממדיות, וכלי מדידה שונים כגון מכונות מדידת קואורדינטות (CMMs), ניתן להשתמש בסורקי לייזר או בהשוואות אופטיות כדי להעריך זאת. כלים אלה מסייעים להבטיח שהמאפיינים ממוקמים בצורה נכונה לתפקוד חלק והרכבה יעילה.
מהו מיקום אמיתי ב-GD&T?
ב-GD&T, המיקום האמיתי מתייחס לקואורדינטה או המיקום המדויקים המייצגים את ערך נומינלי של תכונה. הוא מציע מידע מפורט יותר הן על המיקום והן על הכיוון של התכונה בהשוואה לסובלנות למיקום. המיקום האמיתי מגדיר אזור סובלנות מעגלי, שבמרכזו המיקום האמיתי, עם קוטר המייצג את הסטייה המרבית המותרת מהמיקום המיועד. סובלנות מיקום זו מצוינת ב- מסגרת בקרה תכונה.
בתקן ASME Y14.5, סמל הכוונת (⌖) משמש לייצוג מיקום, אך כעת הוא משמש גם לציון מיקום אמיתי ב-GD&T. סמל המיקום האמיתי מוחל על תכונות הדורשות רמה גבוהה של דיוק מיקום, כגון חורים, סיכות או אלמנטים אחרים שצריכים יישור מדויק או התאמה עם חלקים אחרים. זה מבטיח שהתכונה נופלת בתוך אזור הסובלנות שצוין ביחס לנתון או לנקודת הייחוס.
הבנת עמדה ועמדה אמיתית
כדי להבין את ההבחנה בין עמדה אמיתית וסובלנות לעמדה, בואו נדמיין תרחיש של זריקת חצים לעבר בול. המטרה שלנו היא לפגוע במרכז המדויק של הבול, המייצג את המיקום האמיתי. עם זאת, במציאות, זה מאוד לא סביר שכל החצים יפגעו במרכז המדויק. נשאלת אז השאלה: כמה סטייה מהמרכז המדויק נחשבת למקובלת? סטייה מותרת זו מוגדרת על ידי סובלנות המיקום.
איור 1 ממחיש את המיקום שולט במיקום החור במרכז חלק, בעוד שהמיקום האמיתי מציין את המיקום הספציפי של ציר החור אשר נקבע על ידי הממדים הבסיסיים של 2.5 אינץ' מתחתית החלק (תכונת תאריך B) ו-2.5 אינץ' מהצד השמאלי (תכונת תאריך C).
כדי להגדיר את הסובלנות במיקום זה, נעשה שימוש במסגרת בקרת התכונה עבור החור. מסגרת זו מציינת שלחור יש סובלנות מיקום מבוססת קוטר של 0.005 אינץ'.
כדי להבין טוב יותר את הרעיון, איור 2 מדמיין את סצנת זריקת החצים. שים לב שהמידות הבסיסיות המודגשות באדום מצביעות על המיקום האמיתי, כלומר פגיעה בדיוק במרכז העין.
כדי לייצג את סובלנות המיקום, אנו יכולים לראות טבעת כחולה המקיפה את המיקום האמיתי. דמיינו את זה כטווח המקובל סביב המיקום האמיתי שמאפשר לתכונה לעבור בדיקה. במילים אחרות, בעת מדידת ציר החור, הוא חייב ליפול בתוך אזור סובלנות מיקום קוטראלי זה.
בנוסף, חשוב לציין שאנחנו לא בוחנים רק את הציר כמיקום דו-ממדי פשוט. באיור 3, מוצג מודל תלת מימדי כדי להדגיש שהציר הנמדד של חור זה חייב להתאים לחלוטין לאזור הגלילי שנוצר על ידי סובלנות המיקום הקוטרלית שצוינה.
הבדלים בין מיקום למיקום אמיתי
המיקום האמיתי מייצג את המיקום המדויק והמצוין של תכונה, שנקבע על ידי מימדים בסיסיים או אמצעים אחרים. מצד שני, סובלנות מיקום מגדירה את השינוי המותר או הסטייה של התכונה מהמיקום האמיתי שלה.
1. שיטת חישוב
חישוב סובלנות המיקום כרוך במדידת המרחק בין המיקום בפועל של התכונה לבין מיקומה המיועד, הקרנתו על מישור המקביל לנתון שצוין.
לעומת זאת, חישוב סובלנות המיקום האמיתית מצריך מדידת המרחק בין המיקום בפועל של התכונה למיקומה המיועד, והקרנתו על גבי צילינדר. הקוטר של צילינדר זה מתאים לערך הסובלנות שצוין.
2. טווח סטייה
סובלנות מיקום קובעת את הסטייה המקסימלית המקובלת של מיקום התכונה לאורך כיווני X ו-Y.
מצד שני, מיקום אמיתי קובע את הסטייה המרבית המותרת בכל כיוון מהמיקום האמיתי.
3. התייחסות לתאריך
סובלנות מיקום מחייבת מינימום של שני הפניות לנתונים כדי להגדיר את הווריאציה המקובלת במיקום התכונה.
לעומת זאת, מיקום אמיתי מצריך הפניה אחת בלבד לדאטום כדי לקבוע את הסטייה המותרת מהמיקום האמיתי.
4. מורכבות
מיקום אמיתי הוא בדרך כלל יותר מורכב ומאתגר ליישום בהשוואה לסובלנות לעמדה. מורכבות זו נובעת מהדרישה לחשב וריאציות לכל הכיוונים מהמיקום האמיתי.
5. יישום
סובלנות מיקום מופעלת בדרך כלל כאשר למיקום של תכונה יש משמעות, אך הכיוון שלה אינו בעל חשיבות עליונה.
המיקום האמיתי בא לידי ביטוי כאשר גם המיקום וגם הכיוון של התכונה הם קריטיים.
להלן, הסרטון מספק הסבר מפורט על בקרת המיקום והמיקום האמיתיים ב-GD&T.
מאפיינים של אזור הסובלנות
אזור הסובלנות למיקום אמיתי יכול להיות מיוצג בשתי דרכים שונות, בהתאם להסבר המשמש - גלילי ומרובע.
אזור סובלנות גלילי
ב-GD&T, הסמל המשמש לייצג את המיקום האמיתי הוא סמל כוונת (⌖). כאשר אנו משלבים סמל זה עם סמל קוטר (⌀), הוא מציין אזור סובלנות גלילי, שהוא הייצוג הנפוץ ביותר.
על מנת לקבוע את המיקום האמיתי בהתאם לתכנון שלנו, אנו בדרך כלל מקצים נתון. במקרים מסוימים, ניתן להשתמש במספר נתונים כדי להבטיח מיקום מדויק של התכונה. נקודות ייחוס אלה מסומנות באמצעות ממדים בסיסיים.
המיקום האמיתי משמש כנקודת התייחסות שלנו למדידת הסטייה של חלקים שיוצרו בפועל. זה בדרך כלל מוגדר במרכז התכונה הנבדקת. לדוגמה, במקרה של חור, המיקום האמיתי נקבע בציר החור. סביב ציר זה, אנו מגדירים אזור סובלנות בקוטר דו-ממדי או תלת-ממד על סמך המאפיינים של התכונה.
לכן, יש לנו ציר ייחוס עבור החור במיקום האמיתי, ואזור הסובלנות קובע את הגבול שבתוכו הציר של תכונת החלק בפועל יכול להשתנות.
ניתן להמחיש את אזור הסובלנות התלת-ממדי כגליל וירטואלי המקיף את ציר החור בקוטר המתאים לערך הסובלנות שצוין. גליל זה משתרע בכל עובי החלק.
אזור סובלנות מרובע
במקום להשתמש בסימן הקוטר, סובלנות המיקום האמיתית מציינת את אותו שטח מרובע כמו המסורתי סובלנות ליניארית.
זה גורם לאזור סובלנות צר יותר, וזו הסיבה שלא נעשה בו שימוש נפוץ. שימוש בשיטת הסבר זה עלול לגרום לאיבוד של יותר מ-36% מאזור הסובלנות.
כיצד להחיל מיקום אמיתי על תכונה?
מיקום נכון הוא כינוי נפוץ ב-GD&T. הוא משמש לעתים קרובות במקום ריכוזיות ו סִימֶטרִיָה, שהם גם חלק מקבוצת בקרת המיקום של GD&T. מיקום אמיתי מאפשר שליטה ומדידה קלה יותר של מיקומי תכונה, מספק דרך סטנדרטית לבטא מיקום ומבטל בלבול.
כדי להחיל מיקום אמיתי על תכונה, חשוב להבין את הרעיון של מסגרת בקרת התכונה. מסגרת בקרת התכונה מורכבת משלושה בלוקים עיקריים:
- סמל למאפיין הגיאומטרי
- ערך הסובלנות וכל שינוי הקשור למצב החומר
- מטוסי דאטום או צירים
נניח שאנו רוצים לציין את המיקום האמיתי ואת סובלנות המיקום של חור הממוקם במרכז חומר עבודה במידות של 100 x 100 x 50 מ"מ (אורך x רוחב x גובה) בשרטוט שלנו. החור בקוטר של 1 מ"מ עם סובלנות של ±0.005 מ"מ.
בחר את סוג המאפיין הגיאומטרי
מכיוון שאנו מציינים את המיקום האמיתי במסגרת בקרת התכונה, נציג אותו באמצעות הסמל המוקצה של הכוונת (⌖) בבלוק הסמלים המאפיינים הגיאומטריים.
בחר נתון
אנו מתחילים בבחירת מישור הנתונים הייחוס. אנו יכולים להשתמש לפחות בנתון אחד, שיכול להיות נקודה, קו או מישור.
בדוגמה זו נבחר שלושה מישורי דאטום ונקצה להם שמות בסדר חשיבות יורד.
הנתון הראשון שלנו יהיה המישור התחתון של חומר העבודה, המיועד כ-Datum A. נתון זה מציין שציר החור חייב להיות מאונך למישור זה, מה שמבטיח בקרת הניצב.
עבור הדאטום השני והשלישי, נבחר את המישורים של הפנים השמאלי והקדמי, בהתאמה. אנו נסמן את הנתונים הללו כ-Datum B ו-Datum C בשרטוט ההנדסי.
לאחר מכן, נציין את המרחק של תכונת החור ממטוסי דאטום B ו-C בשרטוט. במקרה זה, שני המרחקים הם 50 מ"מ מכיוון שהחור ממוקם במרכז. מרחקים אלו מוצגים כממדים בסיסיים ומסוגרים בקופסה כדי להעביר את אותו מידע.
במסגרת בקרת התכונה, נרשום את התאריך A, B ו-C בבלוק השלישי, הרביעי והחמישי, בהתאמה.
תאר את אזור הסובלנות ואת הערכים
בדוגמה זו, נשתמש באזור הסובלנות הגלילי, אשר יוצג במסגרת בקרת התכונה באמצעות סמל הקוטר (⌀).
בנוסף, נציין את רוחב הסובלנות הכולל כ-0.01 מ"מ (±0.005 מ"מ).
משנה מצב חומרי
אם יש שינויים כלשהם הקשורים ל- מצב חומרי, אנו כוללים אותם אחרי ערך הסובלנות. 'M' בעיגול מייצג את מצב החומר המקסימלי (MMC), ו-'L' בעיגול מייצג את המצב החומרי הנמוך ביותר (LMC). MMC נפוץ יותר מאשר LMC.
סובלנות עמדה אמיתית משמשת לעתים קרובות בשילוב עם א משנה מצב החומר. חלקים ניתנים לסובלנות בגבולות אלה כדי להבטיח שהם לא מפריעים יתר על המידה במהלך ההזדווגות. אם אכן מתרחשת הפרעה, היא מוגבלת, גם כאשר החלקים נמצאים בגבולות הסובלנות שלהם.
עבור פיר, MMC מייצג את הגודל המותר (קוטר), בעוד עבור חור, הוא מייצג את הגודל הקטן ביותר המותר. על ידי הבטחת ה-MMC של הפיר קטן מה-MMC של החור בעיצובים שלנו, אנחנו תמיד יכולים לשמור על מרווח מסוים בין השניים.
כאשר אנו כוללים את השינוי הזה במסגרת בקרת המיקום האמיתית שלנו, זה מצביע על כך שאנו מיישמים את הטלרנסים על סמך מצב החומר המרבי. זה מבטיח שהחור לא קטן מדי או שהפיר לא גדול מדי בשום נקודה לאורך כל עומק התכונה. לכן, עם סוג זה של בקרת תכונה, אנו יכולים לשלוט לא רק בגודל ובמיקום אלא גם בכיוון.
כיצד לחשב את המיקום האמיתי?
לתכונת המיקום האמיתי יש מספר יישומים, אבל זה יכול להיות קצת מורכב כשזה מגיע לבדיקה. נתחיל בהבנה כיצד לחשב את המיקום של חלק מיוצר ביחס למיקום האמיתי של התכונה.
המיקום האמיתי נקבע באמצעות הנוסחה הבאה:
מיקום נכון = 2 x SQRT[(נמדד X – True X)^2 + (נמדד Y – True Y)^2]
איפה,
ערך נמדד מתייחס לקריאה המתקבלת ממכשירי מדידה
ערך אמיתי מייצג את המיקום האמיתי המצוין על ידי מימדים בסיסיים
ניתן לבצע חישובים אלה באמצעות מחשבון פשוט או על ידי חישוב ידני, מכיוון שהוא כרוך בעיקרו בהכפלת ערך התחתון המתקבל מיישום משפט פיתגורס.
דרכים למדוד מיקום אמיתי
אם הערך המחושב נופל בטווח שצוין, אנו רואים את החלק כמקובל. קיימות מספר שיטות זמינות לביצוע מדידות אלו. בואו נבדוק את האפשרויות האלה.
1. מכונת מדידת קואורדינטות (CMM)
מכונות CNC ב חנויות מכונות מצוידים בדרך כלל ב-CMM המספק מדידות מדויקות ביותר. CMMs אלה מודדים באופן דיגיטלי את החלקים ומבצעים את כל החישובים.
ה-CMM נחשבת לשיטה המדויקת ביותר למדידת מיקום אמיתי. הוא מורכב מזרוע רובוטית עם כדור בקצה. אנו מתמרנים את הכדור לתכונה הספציפית שאנו רוצים למדוד. לאחר מכן, ה-CMM עוקב אחר התכונה וממיר את התנועה לפרופיל התכונה באמצעות תוכנה מיוחדת.
תהליך המדידה יכול להיות מעט מורכב. כדי לסייע בכך, תיארנו קבוצה של שלבים כלליים שיכולים להיות מועילים. בעת שימוש ב-CMM, אנו בדרך כלל מבצעים את השלבים הבאים כדי לבצע את המדידה:
קבע את הנתון שלך
עיין בהדפסה כדי לזהות ולאתר את הנתון שצוין. לדוגמה, נניח שתאריך A הוא משטח דאטום, דאטום B הוא ציר דאטום ודאטום C הוא מוצא דאטום.
יישר את החלק
יש לוודא שהמטוס ישר, ולהתאים אותו בהתאם. סובב את החלק כדי ליישר את הקו המיועד והגדר את נקודת המוצא כנתון C.
מדידת תכונות
זהה את הממד המציין את המיקום האמיתי ומדוד אותו.
מיקום מימד
התחל בלחיצה על "מימד" ובחר באפשרות "מיקום". לאחר מכן, המשך לדווח על כך.
אם אתה משתמש במסגרות בקרת תכונה, יש צורך להגדיר את הנתון בעורך לפני בחירת התכונות שברצונך לדווח.
2. קליפר מיוחד
אנו יכולים להשתמש בסט מיוחד של קליפרים הנקראים קליפר דיגיטלי למרחק מרכז למדידת מיקום. סוג זה של קליפר יכול לקבוע את מרחק המרכז בין שני חורים או חורים מדורגים. הוא מסוגל למדוד גדלי מרכזי חורים שונים.
קליפר זה יכול לשמש הן למדידות שלבים והן עבור מדידות חיצוניות. הוא תוכנן עם תכונות ידידותיות למשתמש כגון מנגנוני נעילה, יכולות כוונון עדין ופונקציות קביעת נתונים מראש.
3. מד פונקציונלי קבוע
שיטה זו נחשבת לרוב הדרך המהירה ביותר למדידת מיקום אמיתי. הוא נמצא בשימוש נפוץ בתהליכי ייצור בנפח גבוה בשל היעילות שלו. מד פונקציונלי תוכנן במיוחד כדי למדוד את המיקום ולא את גודל התכונה.
לדוגמה, כאשר מודדים את המיקום האמיתי של חור על חומר עבודה: המדיד הפונקציונלי מורכב מבלוק עם סיכה בולטת הממוקמת במיקום האמיתי של החור. המדד כולל גם תכונות אחרות המתיישרות עם הנתון. אם הסיכה יכולה להיכנס לחור כשהמד מיושר עם הנתון, החלק יתקבל. עם זאת, שים לב שמדידת גודל התכונה צריכה להיעשות בנפרד.
סיכום
לסיכום, המיקום האמיתי מייצג את המיקום המדויק של תכונה בהתבסס על ממדים בסיסיים, בעוד שסמל המיקום מציין את הסובלנות המיקוםית, שהיא כמות הסטייה המקובלת של אותה תכונה מהמיקום האמיתי שלה.
שירותי עיבוד CNC מדויקים בהתאמה אישית - Runsom Precision
עיבוד חלקים אינו משימה שניתן להפקיד בידי כל אחד. אתה צריך מומחים מנוסים שיש להם ידע נרחב בתעשיית הייצור. זו הסיבה Runsom דיוק הוא הבחירה האידיאלית לצרכים שלך.
יכולות הייצור החזקות ואמצעי בקרת האיכות הקפדניים שלנו מבטיחים שאנו עומדים בדרישות הסובלנות הגבוהות של לקוחות בתעשיות שונות. יתרה מכך, אנו עורכים בדיקת מימדים יסודית לפני אספקת המוצר הסופי.
אנו מבינים שאתה מעריך יעילות, וזו הסיבה שאנו מציעים הצעת מחיר מיידית וזמני אספקה מהירים. ב-Runsom Precision, אנו שואפים לספק את הפתרון הטוב ביותר במחיר סביר מעבר לציפיותיך. בַּקָשָׁה ציטוט מיידי היום כדי להתחיל עם הפרויקט שלך היום.
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם:
