Podstawy

metrologii

wykład 11

Specyfikacje Geometrii

Wyrobów

Proces tworzenia wyrobu

CZYNNIKI

ZEWNĘTRZNE

CZYNNIKI

WEWNĘTRZNE

CZYNNIKI

DODATKOWE

WERYFIKACJA/TESTY

WYTWARZANIE

WYROBU

PROJEKT

WYROBU

Czynniki wpływające na

proces

CZYNNIKI
ZEWNĘTRZNE:

•Zdefiniowane
przez klienta
wymogi i
własności
funkcjonalne.
Międzynarodowe
, krajowe i
branżowe normy

CZYNNIKI
WEWNĘTRZNE:

•Wewnętrzne
ograniczenia
Wewnętrzne
wzorce
Doświadczenie
Wyszkolenie

DODATKOWE
CZYNNIKI:

•Dodatkowe
ograniczenia
Narzędzia

Elementy projektowania

wyrobu

SYSTEM
PROJEKTOWANIA

SZCZEGÓŁY PROJEKTU

Zrozumienie
wymagań
funkcyjnych
projektu

Ustalenie
wymiarów i
tolerancji zgodnie
z wymaganiami
projektu

Metodologia
tolerowania:

- analiza przyczyn
/wad

- proporcjonalna

- optymalizacja
kosztów

- optymalizacja
Six Sigma

Ręczne
tworzenie
projektu lub
wspomagane
komputerowo
projektowanie

Narzędzia do
analizy
tolerancji

Zmiana
tolerancji

Dokumentacja
projektu

Proces wytwarzania wyrobu

ELEMENTY

MONTAŻ

Montaż częściowy

Całkowity montaż

Wytwarzanie

SPC

Kontrola projektu i

wyrobu

WERYFIKACJA/TESTY

- elementu
- podzespołu
- wyrobu

Narzędzia analityczne:
- Atrybuty (funkcjonalne, wymiarowe)
- Zmienne

Pomiary

Oszacowanie błędów pomiarów

Podstawowe cechy/szczególne czynności
pomiarowe

Przydatność dokumentu
-Tolerancje/specyfikacje dla procesu
wytwarzania
- Wydolność procesu

Geometryczne

wymiarowanie i

tolerowanie

• Język dla komunikacji w projektowaniu

inżynierskim zawierający:

- symbole,

- definicje

,

- matematyczne zależności i zasady niezbędne do

urzeczywistnienia efektywnej wymiany informacji

dla procesów wytwarzania.

• Język wykorzystywany dla przedstawienia

wymagań projektanta co do:

- doboru parametrów procesu kształtowania

wyrobu,

- opracowania specyfikacji pomiarowych

weryfikujące te wymagania.

GD&T

• Opracowane przez American National

Standard (ASME):

- ASME: Y14.5M-1994.

Dimensioning and

Tolerancing

- ASME: Y14.51M-1994.

Mathematical

Definition of Dimensioning and

Tolerancing Principles

+ ok. 800 opracowań technicznych

związanych z nimi.

• Normy ISO

Brak stosowania GD&T

W przypadku braku tolerowania geometrycznego

zdolność wyrobu do spełnienia wymagań
projektu zależy w znacznej mierze od
następujących praw:

- Ambicje w wykonaniu wyrobu
- Elementarne zrozumienie projektu
- Prawdopodobieństwo wykonania
- Wymagania
- Wzorce

Rysunek bez zastosowania

GD&T

Wyrób wytworzony

Rysunek zawierający

GD&T

Jak funkcjonuje GD&T

• W GD&T osiągamy cel przez cztery proste,

jasne kroki:

1.Identyfikacja powierzchni wyrobu aby

dostarczyć informacje oraz zasady do

przyjęcia punktów i kierunków pomiarów.

2.Określenie idealnych (nominalnych)

wymiarów odległości i położenia powierzchni

(funkcjonalność wyrobu).

3.Ustanowienie granic i/lub tolerancji dla

specyfiki warunków wykonania wyrobu.

4.Uwzględnienie dynamicznego oddziaływania

pomiędzy tolerancjami (możliwości

montażu) w kierunku powiększenia tolerancji

TOLERANCJE GEOMTRYCZNE

proste

z elementem odniesienia

kształtu

kierunku

położenia

bicia

- prostoliniowości

- płaskości

- okrągłości

- walcowości

- kształtu wyznaczonego
zarysu
- kształtu wyznaczonej
powierzchni

- równoległości

- prostopadłości

- nachylenia
- kształtu wyznaczonego
zarysu
- kształtu wyznaczonej
powierzchni

-pozycji

-współśrodkowości

-współosiowości

-symetrii
- kształtu wyznaczonego
zarysu
- kształtu wyznaczonej
powierzchni

- bicia
- bicia całkowitego

Rodzaje tolerancji

prostoliniowość

 

 

              

płaskość

                   

okrągłość

                  

walcowość

 

                  

kształt wyznaczonego zarysu

 

             

kształt wyznaczonej

powierzchni

 

             

równoległość

 

             

prostopadłość

 

              

nachylenie

                 

pozycji

 

           

Współosiowość,

współśrodkowość

 

               

symetrii

 

              

bicia promieniowego

                 

bicia całkowitego

                 

Przykłady ramek tolerancji

Symbole

Symbole
modyfikujące

tolerancje

Wartość tolerancji

Symbol

Tolerancji geom.

Baza pierwszorzędna

Baza drugorzędna

Baza trzeciorzędna

Symbole modyfikujące
warunki materiałowe
baz

Identyfikowanie baz

Symbole

Symbole

Promień

Warunek maksimum materiału

Projekcja tolerancji

Warunek maksimum materiału

Stan swobodny

Średnica

Powierzchnia styczna

Średnica sfery

Promień sfery

Promień kontrolowany

Promień

Uwagi, zalecenia

Długość łuku

Tolerancja statystyczna

Pomiędzy

CHARAKTERYSTYKA

• Odchyłka

kształtu (położenia,

kierunku, odległości) –

maksymalna

odległość rzeczywistych (zmierzonych)
elementów powierzchni, linii zarysu,
osi od ich teoretycznego kształtu
(położenia, kierunku, odległości).

• Tolerancja

kształtu (położenia,

kierunku, odległości) -

największa

dopuszczalna wartość odchyłki

Definicje elementów

• Element rzeczywisty

reprezentowany jest

przez

element zmierzony

.

• Element teoretyczny

reprezentowany jest

przez

element przylegający

lub

styczny

.

• Element przylegający:

- kształt idealny geometrycznie,

- styczny zewnętrznie do mierzonego elementu,
- spełnia warunek, że największa odległość od

mierzonego elementu jest najmniejsza

Odchyłka prostoliniowości

Tolerancja odchyłki prostoliniowości
(linii, osi) jest określona odległością
dwóch linii, lub średnicą walca (t

G

)

Prostoliniowość krawędzi

Tolerowanie osi

Prostoliniowość na płaszczyźnie w dwóch kierunkach

Prostoliniowość osi

AAAA

Tolerancja
prostoliniowości

A

B

B

B

Tolerancja
prostoliniowości

Dla obu kształtów oś jest prostoliniowa
lecz powierzchnia - nie

Prostoliniowość na wyznaczonym

odcinku

Odchyłka płaskości

Możliwości zapisu warunku

płaskości powierzchni

Obie powierzchnie mogą
być płaskie i nie leżeć
w jednej płaszczyźnie

2 powierzchnie

Tolerancja okrągłości w każdym z przekroji

Jest określona przez odległość dwóch
Koncentrycznych okręgów w kierunku
promieniowym tK niezależnie od ich średnicy

Średn

ia

Odchyłka walcowości

Odchyłka symetrii

• Odchyłka symetrii:

- płaszczyzn,
- linii (osi)
- płaszczyzny i linii (osi)

• Tolerancja symetrii może być

wyznaczona jako odległość:

-

dwóch płaszczyzn

- dwóch linii

Odchyłka symetrii

Baza – powierzchnia
symetryczna

Powierzchnia
zmierzona

Tolerancje orientacji

•

Cztery różne rodzaje tolerancji orientacji

o Płaszczyzna (powierzchnię opisaną, styczna, lub

środkowa) pomiędzy dwoma równoległymi płaszczyznami

o Oś pomiędzy dwoma równoległymi płaszczyznami

o Oś wewnątrz cylindra

o Elementy linii pomiędzy dwoma równoległymi liniami

•

Dwa rodzaje pierwszorzędowych baz dla

orientacji

o Płaszczyzny

o Osie
•

Trzy symbole tolerowania orientacji

o Równoległość (0° lub 180°)

o Prostopadłość (90° lub 270°)

o Nachylenie (dowolny, inny kąt)

Odchyłka równoległości

• Odchyłka równoległości:

- płaszczyzn,
- linii (osi)
- płaszczyzny i linii (osi)

• Tolerancja równoległości może być

wyznaczona jako odległość:

-

dwóch płaszczyzn

- dwóch linii
- średnica walca lub wymiary prostokąta

Odchyłka równoległości

Odchyłka prostopadłości

• Odchyłka prostopadłości:

- płaszczyzn,
- linii (osi)
- płaszczyzny i linii (osi)

• Tolerancja prostopadłości może być

wyznaczona jako odległość:

-

dwóch płaszczyzn

- dwóch linii
- średnica walca lub wymiary prostopadłościanu

Odchyłka nachylenia

• Odchyłka nachylenia:

- płaszczyzn,
- linii (osi)
- płaszczyzny i linii (osi)

• Tolerancja nachylenia może być wyznaczona

jako odległość:

-

dwóch płaszczyzn

- dwóch linii
- średnica walca lub wymiary prostopadłościanu

Tolerowanie kąta

Odchyłka nachylenia (kąta)

• 0° lub 180°— symbol “równoległości”

• 90° or 270°— symbol“prostopadłości”

• Każdy inny kąt— symbol “nachylenia”

Powierzchnia rzeczywista

Powierzchnia
styczna

Bazy dla tolerowania kąta

Odchyłka kształtu

wyznaczonego zarysu i

wyznaczonej powierzchni

Minimalna
odległość
powierzchni

Maksymalna
odległość
powierzchni

Profil - złożony

Przykłady możliwych

kształtów

2 powierzchnie

Tolerancja

Odchyłka bicia

• Rodzaje odchyłki bicia:

- bicie promieniowe,
- bicie wzdłużne,
- bicie w wyznaczonym kierunku

- bicie całkowite

Bicie promieniowe

Przykłady

Przykłady odchyłek

Element wirtualny

Wymiar wirtualny

• Dla wymiaru wewnętrznego:

Ww. (dla warunku MM) = wymiar MM –

geometryczna tolerancja

• Dla wymiaru zewnętrznego:

Ww. (dla warunku MM) = wymiar MM +

geometryczna tolerancja

• Dla wymiaru wewnętrznego:

Ww. (dla warunku LM) = wymiar LM +

geometryczna tolerancja

• Dla wymiaru zewnętrznego:

Ww. (dla warunku LM) = wymiar LM –

geometryczna tolerancja

Element wirtualny

Idealny kształt dla warunku MM nie jest wymagany

Wynik obliczeń wymiaru wirtualnego

powierzchnia

Baza