V technice a mechanice je cílem specifikací geometrické tolerance , které jsou uvedeny na technickém výkresu, řídit geometrii vyráběného dílu.
Označuje se také jako geometrická specifikace produktu nebo geometrická specifikace produktu , proto termín GPS citace . Mluvíme také o hodnocení ISO , které je definováno řadou norem ISO .
Část je vyráběna za účelem vykonávání funkcí. Některé funkce jsou splněny, pouze pokud má díl definovaný tvar, který určuje způsob, jakým je navržen a nakreslen. Skutečný vyrobený předmět má však nedostatky. Účelem funkčního bodování je definovat přijatelné vady.
Ve funkčním dimenzování rozlišujeme
Účelem hodnocení GPS je odstranit nejasnosti v plánech. Zejména organizace společnosti směřuje stále více k outsourcingu (využívání subdodávek) a internacionalizaci; osoba, která musí plán interpretovat, proto nemusí nutně mít stejné návyky jako osoba, která jej navrhla. Implementace hodnocení GPS je obzvláště zajímavá v kontextu velkých sérií z důvodu přístupu, který se má uvést do pohybu, zejména školení různých zúčastněných stran a kontroly.
Pojem zaměnitelnosti vytvořil francouzský generál Jean-Baptiste de Gribeauval v roce 1765. Jedním ze zájmů v té době bylo umožnit výměnu vadných částí mušket a pistolí s náhradními díly získanými z jiných pistolí na samotném bojišti. V tomto bodě pojmy ideální geometrie a nedokonalé realizace získaly svůj plný význam. Byly vyvinuty metody, které omezují geometrické variace a ověřují je měřidly in / out.
„Taylorův princip“ se objevuje v normě ISO / R 1938 z roku 1971, aby se stal „obálkovým principem“, který právě zmizel pro „požadavek na obálku“ v revizích norem ISO 14405-1: 2010 (ISO 8015: 2006) a ISO 286-1: 2004.
Na počátku 90. let 20. století odhalilo mezery a rozpory první pozorování norem týkajících se tolerancí a metrologie. Důvod pochází od tří různých orgánů odpovědných za tyto otázky, orgánů:
Standardy jsou vyvíjeny po částech bez globální vize. V reakci na kontinuitu informačního řetězce o produktu, od jeho provozovatele specifikací po provozovatele ověřování, je vypracována první norma, která stanoví hlavní plán norem a práce, která má být provedena, normu FD CR ISO / TR 14638.,Prosince 1996. Tato norma stanoví matici řetězců obecných standardů GPS, matici GPS. Standardy specifikací produktů ISO se proto stávají standardy ISO-GPS.
Standardizace je v zásadě technická činnost s ekonomickým posláním. F. Contet, během prezentace semináře: Hodnocení ISO: nové standardy, jaké důsledky? .Jedná se o tyto normy:
Ve Francii bylo hodnocení GPS zavedeno do programu technického vzdělávání (se „soubory GPS“) v polovině 90. let 20. století na popud generálního inspektora po národním semináři IGEN.
Začínáme takzvaným „ideálním“ dílem. Obecná myšlenka je porovnat skutečnou vyrobenou část s ideální částí. Je proto nutné, aby prováděla kontroly buď konvenčními prostředky - posuvnými měřítky , mikrometry , mramorem , bloky a komparátory , měřidly , měřidly , ... - buď souřadnicovým měřicím strojem (CMM nebo „CMM Coordinate“).
Vezměme si funkční část součásti, například otvor (kalibrovaný otvor). Dimenzionální kótování definuje přípustné odchylky průměru ve srovnání s nominálním rozměrem, ale může být také nutné specifikovat například
Vezměme si příklad kolmosti. Matematicky můžeme snadno určit úhel, který osa válce svírá s rovinou. Ale tady jsme v přítomnosti povrchu, o kterém je známo, že je válcovitý - stále říkáme nominálně válcovitý - a povrchu, o kterém je známo, že je plochý, ale který vykazuje nepravidelnosti. Je proto nutné z těchto nedokonalých, neideálních povrchů vytvořit dokonalé povrchy a porovnat je.
Existuje několik způsobů, jak toho dosáhnout, ale normy v této oblasti se snaží umožnit co největší kontrolu konvenčními prostředky.
Vyvinume příklad kolmosti otvoru na povrch. Následující obrázek ukazuje
Považujeme skutečnou část a „extrahujeme“ část, která nás zajímá, zde otvor; říkáme, že rozdělíme místnost. Povrch této části, což není ideální povrch, se nazývá modelu kůže nebo modelu kůže . Poté z tohoto modelu kůže určíme ideální objekt, perfektní válec s největším průměrem vepsaný do otvoru. Z kontrolního hlediska to znamená zkoušet různé tyče - kalibrované válce - zvětšovat průměr a zadržet největší tyč vstupující do otvoru, nebo jinak použít rozpínací trn ( výstružník ).
Tento ideální válec je válec spojený s vrtáním; má osu a povrch, zde nás zajímá jeho osa.
Poté izolujeme nominálně rovinnou plochu a vezmeme tečnou rovinu se středním směrem roviny. Z kontrolního hlediska to znamená položit kus na mramor; z matematického hlediska určíme dokonalou rovinu minimalizující kvadratickou odchylku od reálného povrchu (metoda nejmenších čtverců, viz článek Lineární regrese ) a překládáme ji tak, aby byla vně hmoty. Tato ideální rovina je rovina spojená se skutečným povrchem.
Zbývá definovat přijatelné orientace osy vzhledem k rovině. K tomu se vezme normála do roviny a vytvoří se válec, který má pro osu tuto normálu a má pro průměr toleranci uvedenou v milimetrech; toto je toleranční zóna (ZT) . Vrtání je kompatibilní, pokud lze přidruženou dokonalou osu válce umístit zcela do této toleranční zóny.
Kolmost je otázkou úhlu, takže by se dalo očekávat, že definujeme toleranci ve stupních, toleranční zónou by pak byl kužel. Ale v kótování GPS jsou tolerance vždy uvedeny v milimetrech, toleranční pásma jsou vždy extrudované tvary (s jednotným průřezem), s několika výjimkami (tolerance jakéhokoli tvaru).
Mezi 14 principy jsou vyjasněny principy nezávislosti, invokace, elementu a duality.
Prvním principem geometrického tolerování je princip nezávislosti:
rozměrové tolerance a geometrické tolerance jsou nezávislé.To znamená, že kóta označuje buď rozměrovou toleranci, nebo geometrickou toleranci. Ve skutečnosti jsou dimenze určovány lokálně a ne globálně: uvažujeme vzdálenost mezi body po dvou po dvou, nikoliv obálku, která musí obsahovat povrch. Rozměrovou dimenzi můžeme nastavit pouze tehdy, když můžeme fyzicky ověřit vzdálenost mezi dvojicemi bodů; například nelze tolerovat vzdálenost prvku ve srovnání s osou díry, protože tato osa nemá bod materiálu umožňující měření.
Z této zásady nezávislosti existují určité výjimky (viz níže ).
Princip vyvolání umožňuje vyvolat všechny standardy ISO-GPS jak na úrovni makrogeometrických specifikací, tak na úrovni mikrogeometrických specifikací. Je důležité si uvědomit, že psaní (rozměrové, geometrické, drsné atd.) Vyžaduje princip vyvolání. Hlavní vývoj, který je třeba zvážit v NOUZOVÝCH ...
Tolerance se týká geometrických objektů, kterými jsou body, čáry a povrchy. Rozlišujeme
Neideálním objektům se také říká „ model kůže“ : nezajímá nás materiál, ale pouze tvar povrchu nebo čáry v „kůži“ objektu.
Ideální objekt | Neideální objekt (model kůže) | |
---|---|---|
slouží jako reference | zadaný odkaz | odkaz, referenční prvek |
charakterizovat | tolerovaný prvek |
Geometrické tolerování vyžaduje „vytvoření“ ideálních nebo neideálních objektů, buď z definičního výkresu, nebo ze skutečné součásti. K tomu definujeme „operace“, hlavní jsou:
Používají se také následující operace:
Z pohledu slovní zásoby tedy musíme jasně odlišit „referenci“, která je neideálním prvkem, od „specifikované reference“, což je ideální objekt spojený s referencí.
Tolerance tvaru nevyžadují odkaz. Na druhou stranu pro ostatní geometrické tolerance musí být použita jedna nebo více referencí. Pokud jich je několik, nazývá se to „referenční systém“ a na pořadí záleží; první citovaný je „primární odkaz“, druhý „sekundární odkaz“ atd. Můžeme mít až šest referencí, ale většinou máme jednu až tři.
Pořadí referencí ukazuje podobnosti s izostatismem při umisťování dílů (MiP). Při dimenzování výkresu musí návrhář mít na paměti, jak bude díl vyroben a zkontrolován, aby odkazy odpovídaly povrchům a hranám použitým pro umístění.
Primární referencePrimární reference, možná jedinečná reference, je rovná plocha nebo válec:
Osa je první osou souřadnicového systému .
Sekundární referenceMožná budete potřebovat sekundární odkaz. Pokud je primární referencí rovina, pak
Možná budete potřebovat terciární odkaz. Pokud jsou tři reference rovinami, pak terciární reference funguje jako podpora bodu: nedefinuje směr, ale pouze počátek.
Společný prostor, společný odkaz
Označení dimenze na definičním výkresu se řídí přísným formalismem.
Odkazy jsou označeny rámečkovým písmenem, které je k referenční položce připojeno tenkou čarou připojenou k položce plným černým trojúhelníkem. Existují dva případy:
Podobně, pokud je šipka geometrické kóty zarovnána s šipkou rozměrové kóty, je tolerovaným prvkem prostřední prvek; pokud šipka geometrického rozměru není zarovnána, je určený prvek tolerován.
Kótování prvku se skládá z několika po sobě jdoucích rámců, včetně:
Stejný prvek může obsahovat několik souřadnic GPS, například rozměr polohy a orientace; rozměry jsou pak uvedeny jeden pod druhým.
Kótovací čára ukazuje na tolerovaný prvek nebo na prodloužení kótovací kóty tohoto prvku.
Rozměrové dimenze, které hrají roli v hodnocení GPS prvku, jsou orámovány.
Pokud jde o opak, pro hodnocení GPS (spodní obrázek):
Hodnocení GPS zabírá více místa než „tradiční“ hodnocení, ale odstraňuje všechny nejasnosti.
Tolerance tvaru nevyžadují žádný odkaz; toleranční pásma nejsou omezena ani polohou, ani orientací (princip nezávislosti).
Je třeba rozlišovat mezi tolerancemi tvaru a drsností , viz článek Stav povrchu .
PřímostZvláštní případ přímosti.
Jakákoli přímka určeného povrchu, rovnoběžná s projekční rovinou, musí ležet mezi dvěma rovnoběžnými čarami oddělenými hodnotou tolerance.
KruhovitostZvláštní případ kruhovitosti.
Profil (který, jak doufáme, je docela blízký kruhovému tvaru!) Musí být mezi dvěma soustřednými a koplanárními kruhy, jejichž poloměr je rozdíl menší nebo roven hodnotě tolerance. Vnitřní obvod je největší obvod zapsaný do profilu, zatímco vnější obvod je nejmenší obvod popsaný v profilu.
PlochostZvláštní případ rovinnosti.
Budeme hovořit o „rovinném povrchu“, „rovině“, která se rozprostírá do nekonečna. Pro skutečný povrch mluvíme o „povrchu považovaném za plochý“ nebo o „nominálně rovném povrchu“.
Tolerovaná rovinná plocha musí ležet mezi dvěma rovnoběžnými rovinami, které jsou od sebe vzdáleny hodnotou dané tolerance.
VálcovitostZvláštní případ válcovitosti.
Tolerovaná plocha musí být mezi dvěma koaxiálními válci, jejichž poloměry se liší od hodnoty tolerance. Vnější válec je nejmenší opsaný válec.
Tolerance profilu mohou vyžadovat referenci, ale tato není povinná.
Libovolná linka nebo profil linkyObecný případ tvaru libovolného řádku.
Jakýkoli povrch nebo povrchový profilObecný případ tvaru válcového povrchu.
Obecný případ tvaru kruhové čáry.
Jakýkoli povrchObecný případ tvaru jakéhokoli povrchu.
SklonObecný případ sklonu.
Tolerance povrchu je zahrnuta v toleranční zóně definované dvěma rovnoběžnými rovinami vzdálenými od hodnoty tolerance. Zóna tolerance je omezena pouze v orientaci.
RovnoběžnostZvláštní případ paralelismu.
Tolerance povrchu je zahrnuta v toleranční zóně definované dvěma rovnoběžnými přímkami vzdálenými od hodnoty tolerance a rovnoběžně s referenční rovinou. toleranční zóna je omezena pouze v orientaci.
KolmostZvláštní případ kolmosti.
Povrch musí být mezi dvěma rovinami Q kolmými na referenční rovinu a odděleny hodnotou tolerance.
Obecný případ tvaru libovolného řádku.
Tolerovaný povrch musí být mezi dvěma povrchy, které obklopují všechny sféry (Příklad: Ø 0,04), vystředěné na povrchu, který má přesný teoretický geometrický tvar (Nominální povrch).
Jakýkoli povrchObecný případ tvaru jakéhokoli povrchu.
Specifikace umístění (umístění)Obecný případ lokalizace: osa díry musí být umístěna ve válcové zóně se středem kolmým na A a umístěnou orámovanými teoretickými rozměry.
Koaxialita / soustřednostKoaxialita / soustřednost byla odstraněna z kódu vydání ASME Y14.5 2018. Jeho práce je pokryta tolerancí polohy.
Osa válce, jehož rozměr je spojen s tolerančním rámem, musí být zahrnuta ve válcové zóně o průměru rovném koaxiální IT referenční osy.
SymetrieSymetrie byla odstraněna z kódu vydání ASME Y14.5 2018.
Tolerance házení platí pro rotační povrchy. Tolerance házení umožňují přímo vyjádřit funkční požadavky povrchů, jako jsou: třecí kola, pásové válečky, ráfky kol, brusné kotouče, výstupy hřídele elektromotoru.
Jediný úderObecný případ jediného rytmu
Jednoosé házeníToleranční pásmo je omezeno pro každou radiální polohu dvěma obvody ve vzdálenosti t umístěné na měřicím válci, jehož osa se shoduje s referenční osou.
Jedno radiální házeníToleranční zóna je omezena v každé rovině měření kolmé na osu dvěma soustřednými kružnicemi ve vzdálenosti t, jejichž střed se shoduje s referenční osou.
Jediný šikmý úderToleranční zóna je omezena na každém měřícím kuželu dvěma obvody t od sebe. Každý měřící kužel má své generatrice v určeném směru a jeho osa se shoduje s referenční osou.
Celkový rytmusObecný případ celkového úderu.
Interpretace: Celkové radiální házení nesmí překročit xx v žádném bodě na specifikovaném povrchu během několika otáček kolem referenční osy
Požadavek na obálku spočívá v zavedení toho, že tolerovaný objekt je zahrnut v dokonalé obálce při maximu rozměrové tolerance. Je to označeno E obklopeným Ⓔ umístěným za hodnotou rozměrové dimenze.
Maximální požadavek na materiálPožadavek na maximální materiál se odvíjí od zvážení možnosti montáže systému. Myšlenka je, že jedna vada může kompenzovat další vadu, což umožňuje přijmout díly, které by, pokud by byly vady posuzovány nezávisle, byly odmítnuty.
Uvažujme například systém vnější část / vnitřní část, přičemž vnější část obsahuje dva válcové výčnělky a vnitřní část dvě otvory. Aby bylo možné systém namontovat, musí být každá část
Existuje tedy lokalizační tolerance jednoho válce vzhledem k druhému a rozměrová tolerance průměru.
Pokud je ale válec menší, je zde více vůle, což umožňuje větší chybu v lokalizaci. Ale geometrický rozměr již není nezávislý na rozměrovém rozměru.
Poté pracujeme s jedinou toleranční zónou, která se týká celého válce: pokud je válec zcela zahrnut do ZT, bez ohledu na jeho přesný průměr nebo jeho přesné umístění. Tento ZT se získá zvážením maxima materiálu, to znamená výčnělku většího průměru nebo otvoru menšího průměru.
Maximální požadavek na materiál je označen písmenem M obklopeným by umístěným za rozměrovým rozměrem.
Minimální požadavek na materiálMinimální požadavek na materiál je indikován přiloženým L Ⓛ umístěným za tolerančním intervalem v rámci geometrického tolerančního rámu. Tento požadavek umožňuje definovat maximální povolený toleranční interval, když jsou součásti nejlehčí. Tento výpočet se provádí, když chceme zkontrolovat podmínky odporu. Tento požadavek, stejně jako maximální materiál, umožňuje nastavit toleranční interval v závislosti na vývoji rozměrové dimenze. Tento typ psaní na výkresech umožňuje přijímat více vyhovující součásti, které splňují požadavky na pevnost.