Geometric Dimensioning and Tolerancing: Полное руководство

Компоненты, используемые в различных отраслях промышленности, требуют точности и совершенства. Если они не имеют соответствующих допусков и размеров, они не пригодятся, что приведет к отходам. Таким образом, геометрические размеры и допуски имеют огромное значение в каждой отрасли промышленности и помогают производить компоненты с меньшим количеством отходов.

В приведенном ниже руководстве подробно рассматривается все, что связано с GD&T, так что давайте посмотрим.

Что такое GD&T?

Геометрические размеры и допуски (GD&T) очень важны для коммуникации между производителями и инженерами. Эта система помогает сообщать о допустимых отклонениях от конструкции компонентов.

Краткая история GD&T

Геометрические размеры и допуски возникли во время Второй мировой войны. В то время на Королевском торпедном заводе в Шотландии Стэнли разработал практику допусков для учета функциональных требований к компонентам.

Он ввел такие понятия, как истинное положение. Он заложил основы GD&T в "Заметках по проектированию и контролю инженерных работ массового производства", которые впоследствии были включены в стандарт ASME в 1957 году. С тех пор он периодически обновлялся, и последнее обновление было в 2018 году.

Основы геометрических размеров и допусков

Основы GD&T включают в себя несколько основных терминов, которые приведены ниже:

Размер

Размер относится к размерам элементов детали и имеет допуск +/-. Он показывает, насколько велики или малы элементы детали.

Расположение

Местоположение представляет собой местоположение объекта в трехмерном пространстве; оно определяет, где объект находится по осям x, y и z.

Ориентация

Ориентация - это то, как компонент расположен под углом. Эти символы помогают лучше определить местоположение.

Форма

Форма описывает общую форму компонента. Она содержит такие символы, как плоскостностьцилиндричность, прямолинейность и округлость.

Зоны толерантности

Зоны допусков с их символами GD&T приведены в таблице ниже.

Рамки управления характеристиками

Рамка управления характеристиками объясняет допуск геометрического контроля, который применяется к характеристике компонента. Она состоит из четырех частей, которые перечислены ниже:

• Знак GD&T также является контрольным символом.
• Размер и форма зоны толерантности.
• Различные модификаторы зоны допуска, такие как модификаторы проекции и состояния материала.
• Ссылки на дату.

Ограничения допусков до GD&T

До появления системы GD&T характеристики деталей обозначались осями x и y. Можно взять пример сверления монтажного отверстия, которое должно находиться в заданной области x и y. Таким образом, идеальная спецификация допусков определяла положение отверстия, а область внутри отверстия, которая была приемлемой, обводилась кружком.

В то время, во время Второй мировой войны, Стэнли Паркер занимался разработкой военно-морского оружия. Он заметил одну неудачу и разработал новую систему; эта система GD&T стала стандартом для военных в 1950 году. В настоящее время стандарт определяется стандартом ASME Y14.5-1188 для США, а для остального мира - стандартом ISO 1101-2017. В нем рассматривается общая геометрия изделия.

Зачем внедрять процессы GD&T?

В следующем разделе описаны причины внедрения процессов GD&T.

Датум и система отсчета

Датум - это точная точка или ось, от которой отталкиваются элементы детали. Она используется в качестве ссылки в допуске на размер.

Базовая система отсчета является важнейшим аспектом GD&T и позволяет сформировать три перпендикулярные плоскости, которые теоретически и вручную являются идеальными. Эти три плоскости важны для производства и контроля деталей и являются следующими:

• Первые первичные данные создаются по меньшей мере в трех точках контакта первого элемента компонента.
• Вторичные данные должны соприкасаться как минимум с 2 точками второго признака.
• Третичная точка отсчета создает по меньшей мере одну точку контакта с третьим элементом.

Рамка управления характеристиками

Кадр управления функциями определяет требования, которые могут потребоваться функции в данном компоненте. Каждый кадр состоит из одного сообщения. Первый компонент сообщения содержит геометрический символ, представляющий требование к элементу, например его положение или плоскостность. Второй компонент содержит общий допуск элемента, а третий - опорные точки.

Истинное положение и допуск на положение

Истинное положение - это точное местоположение, которое определяется основными размерами и представляет собой номинальные значения. Оно показывает, насколько местоположение элемента может отклоняться от истинного положения.

Независимо от размера признака (RFS)

Независимо от размера детали - это геометрический допуск, который должен соблюдаться во всем диапазоне размеров детали. Он варьируется от минимального до максимального значения при соединении материалов.

Язык символов

Язык символов представляет собой универсальный символический язык, который используется для передачи информации о производственных допусках и ограничениях. Использование этих символов предотвращает риск путаницы и потерь.

Как работает GD&T？

GD&T определяет необходимые допуски и размеры конструкции. Значение допуска находится между минимальным и максимальным пределами. Допуски определяют точные отклонения для каждой детали конструкции, что оптимизирует компонент и обеспечивает скорость утверждения. Это также помогает сохранить эстетику и функциональное назначение компонента.

Важно убедиться, что допуски изделия не выходят за пределы, указанные с помощью символов. Эти символы помогают передать требования к конструкции и обеспечить выполнение требуемой функции.

Символы GD&T

Ниже рассматриваются различные типы символов GD&T.

Управление формами

Элементы управления формой определяют общую форму функции, и некоторые из них приведены ниже:

Прямолинейность: Допуск прямолинейности - это максимально допустимое отклонение между реальной линией и идеальной прямой.

Плоскость: Это допустимая степень отклонения плоскости от идеальной и сравнивается с реальной поверхностью.

Циркулярность: Это допустимое отклонение реальной круглой формы от идеального круга.

Цилиндричность: Он представляет собой максимально допустимое отклонение между идеальным и реальным цилиндрами.

Управление профилем

Контроль профиля относится к зоне допуска в трех измерениях вокруг поверхности. Он имеет следующие два профиля:

Профиль линии: Профиль линии означает разброс, который допускается в фактической кривой неравномерной окружности.

Профиль поверхности: Он означает допустимое отклонение между фактической линией контура и идеальной линией контура.

Элементы управления ориентацией

Под управлением ориентацией понимается положение объекта под разными углами, а они следующие:

Ангулярность: Допустимое максимальное отклонение от идеальной ориентации под заданным углом к базовой точке называется угловым значением.

Перпендикулярность: Это разница между фактическим направлением измеряемого элемента и ортогональным направлением к эталону, которое допускается.

Параллелизм: Параллелизм это расстояние, на котором фактические черты детали совпадают с базовой плоскостью. Оно представляет собой допустимое отклонение между точным и расширенным направлением.

Контроль местоположения

Элементы управления местоположением помогают определить местоположение объекта с помощью линейных размеров, и некоторые из их аспектов приведены ниже:

Должность: Степень точности расположения - это точность расположения элемента на компоненте по сравнению с его ожидаемым расположением. Допуск местоположения представляет собой максимальное отклонение фактического положения от идеального.

Концентричность: Концентричность - это допуск на допустимое отклонение от фактической оси базовой точки.

Симметрия: Симметрия - это допустимое отклонение реальной симметрии от идеальной. Симметрия представляет собой часть, в которой два компонента с двумя симметричными центрами остаются в пределах одной оси.

Регуляторы биения

Контроль биения описывает максимальное отклонение детали от базовой точки.

Круговое биение: Это состояние, при котором вращающаяся поверхность детали находится в плоскости измерения. При этом она сохраняет постоянное положение относительно базовой оси. Максимально допустимая дисперсия - допуск на биение окружности по сравнению с идеальной.

Полное биение: При последовательном вращении детали вокруг базовой точки полное биение имеет величину биения до измерительной поверхности. Оно относится к допустимому биению при вращении детали вокруг базовой оси по ее предполагаемому контуру.

Толеровка в 3D-печати

Значение GD&T в 3D-печать растет, потому что она может предложить точные спецификации для сложных компонентов. Это важный аспект аддитивного производства, когда компонент создается в виде слоев. Из-за различий в слоях это может привести к погрешностям.

GD&T в сочетании с 3D-печатью обеспечивает точные размеры конструкции. Обеспечивается соответствие конечного продукта ожидаемым характеристикам и геометрии.

Как выбрать GD&T?

Выбор подходящего GD&T предполагает понимание функциональных аспектов компонентов и их взаимодействия с другими компонентами. Некоторые из этих соображений приведены ниже:

• Важно понимать, какую функцию выполняет функция и как она влияет на производительность сборки.
• Сосредоточьтесь на особенностях, которые влияют на функционирование компонента, узла или посадки, и применяйте GD&T к таким критическим геометриям.
• Окончательно определите форму и размер зоны допуска, чтобы при изготовлении детали сохранялась ее функциональность.
• Определите точку отсчета, если ориентация и расположение объектов зависят от опорных точек.
• Избегайте чрезмерных допусков, чтобы сэкономить на производстве.
• Проверьте, эффективно ли работает выбранная система GD&T в реальных условиях.

Заключение

Мы в DEK мы можем предложить вам компоненты с отличными допусками и геометрическими размерами. Поэтому позвольте нам разработать и изготовить компоненты для ваших приложений, чтобы обеспечить бесперебойное качество.

Вопросы и ответы

Каковы 5 категорий GD&T?

Пять категорий GD&T - это допуск ориентации, допуск формы, допуск расположения, допуск биения и допуск профиля.

Сколько времени требуется для изучения GD&T?

Изучение курса GD&T занимает около 24-25 часов.

Делает ли GD&T детали более дорогими?

Нет, GD&T снижает стоимость производства за счет предотвращения потерь и снижения производственных затрат.