Allt du behöver veta om geometriska toleranser

Allt du behöver veta om geometriska toleranser

Innehållsförteckning:

1. Introduktion till toleransering
2. Dimensionell toleransering
   • Problemet med dimensionell toleransering
   • Geometrisk toleransering
   • Användning av geometrisk toleransering
3. Geometrisk toleransering och toleransramar
   • Geometriska egenskaper
   • Skillnaden mellan ytgeometri och storleksegenskaper
   • Tillämpning av toleransramar för geometriska egenskaper
4. Inspektion av geometriska toleranser
   • Inspektion av planhet
   • Inspektion av riktighet
   • Inspektion av cirkularitet och cylindricitet
   • Inspektion av runout
5. Datums och deras roll i toleransering
   • Definition av datums
   • Användning av datums för att immobilisera en del för inspektion
   • Datumreferensram och ordning av datums
6. Andra typer av geometriska toleranser
   • Parallelism
   • Perpendicularitet
   • Vinkeltolerans
7. Positionstoleransering och sammankoppling med datums
   • Definition av positionstolerans
   • Tillämpning av positionstolerans på hål
   • Användning av datums för positionstoleransering
8. Modifierare för toleransering
   • Maximalt materialtillstånd (MMT)
   • Minimalt materialtillstånd (MMT)
   • Tillämpning av modifiers för att ändra toleransregler
9. Profiltoleransering och dess användning
   • Profil av yta
   • Profil av linje
   • Komplexa profiltoleranser
10. Inspektion av geometriska toleranser och form
    • Användning av CMM för inspektion
    • Tillämpning av polar diagram för mätning av cirkularitet
    • Inspektion av riktningsavvikelse
11. Envelopprincipen och GD&T-regel nr. 1
    • Definition av envelopprincipen
    • Tillämpning av envelopprincipen på dimensionstoleranser
    • Användning av envelopprincipen i förhållande till form

Införande av toleransering i mekanisk design

Mekaniska system är kända för att vara komplexa att designa och bygga. För att säkerställa att alla delar passar ihop och fungerar som avsett behövs det ta hänsyn till många olika parametrar såsom kostnad, material och tillverkningstekniker. En av de viktigaste utmaningarna är att säkerställa att alla tillverkade delar passar ihop och fungerar som avsett. Detta är där toleransering spelar en avgörande roll i den mekaniska designprocessen.

Dimensionell toleransering

Den enklaste metoden för att definiera toleranser är att använda en dimensionell approach där ritningar definierar hur mycket varje dimension på en del får avvika från sitt nominella värde. Men denna metod fungerar inte särskilt bra i många scenarier eftersom den inte återspeglar hur delen kommer att användas. Den tillåter inte att man specificerar att en yta måste vara platt för att skapa en tätning med en annan del, eller att man kan kontrollera hur nära vinkelrätt axeln på ett hål måste vara i förhållande till ytan det borrats i.

Geometrisk toleransering och toleransramar

Geometrisk toleransering, även kallad GD&T, är ett annat tillvägagångssätt för toleransering som gör det möjligt att kontrollera toleranser på ett sätt som återspeglar den avsedda funktionen hos delen. Den kompletterar den dimensionella toleranseringen genom att låta dig kontrollera 14 olika geometriska egenskaper som hjälper dig att bättre kommunicera vilka aspekter av din design som är viktiga.

Geometriska toleranser tilldelas egenskaper med hjälp av toleransramar för egenskaper. Dessa små rutor innehåller all information som behövs för att fullständigt kontrollera en särskild geometrisk egenskap. De kan appliceras på egenskaper med hjälp av ledarlänkar, förlängningslinjer eller för storleksegenskaper kan de fästas direkt på dimensioner.

Inspektion av geometriska toleranser och form

För att säkerställa att toleranserna i en design uppfylls är det nödvändigt att utföra inspektioner. Beroende på komplexiteten i ytan kan inspektionen vara svår utan användning av en koordinatmätningsmaskin (CMM). Vid inspektion av plattformighet kan man använda en planhetsmätare för att mäta avvikelser och se om de ligger inom toleranszonen. För inspektion av riktighet och cirkularitet kan speciella mätningsverktyg användas för att mäta avvikelser och kontrollera om de ligger inom toleranszonen.

Datums och deras roll i toleransering

Datums är referensytor som används för att lokalisera funktioner och definiera hur en del ska immobiliseras vid inspektion av en geometrisk tolerans. De spelar en viktig roll i att fastställa ett datumreferenssystem som används för att inspektera egenskaper. Ordningen där datums tillämpas är viktig för att säkerställa upprepningsbara mätningar. Genom att immobilisera delens datums minskas antalet frihetsgrader och delen kan inspekteras noggrant.

Andra typer av geometriska toleranser

Förutom dimensionell toleransering och GD&T finns det andra typer av geometriska toleranser som används för att kontrollera olika egenskaper. Parallelitet används för att kontrollera hur nära en egenskap är att vara parallell med ett datum. Riktighetskontroll används för att säkerställa att en egenskap är exakt vinkelrätt mot ett datum. Vinkeltolerans används för att kontrollera vinkeln mellan en egenskap och ett datum.

Positionstoleransering och sammankoppling med datums

Positionstoleransering är en vanlig form av geometrisk toleransering som används för att kontrollera placeringen av hål och andra egenskaper. Det är vanligt att använda datums för att definiera hur en del ska immobiliseras vid inspektion av positionstoleranser. Genom att använda positionstoleransering kan man specificera det maximala avståndet som axeln eller den medelpunktiga planet för en egenskap av storlek kan placeras från dess teoretiska exakta position.

Modifierare för toleransering

Modifierare är en viktig del av GD&T som gör det möjligt att justera toleransramarna beroende på storleken på egenskapen. De kan användas för att applicera bonus tolerans om egenskapen närmar sig storleksgränserna. De vanligaste modifierarna är maximalt materialtillstånd (MMT) och minimalt materialtillstånd (MMT), som justerar toleransramarna beroende på storleken på egenskapen och dess troliga tillstånd.

Profiltoleransering och dess användning

Profiltoleransering är en mycket mångsidig form av toleransering som kan användas för att kontrollera form, orientering och placering av egenskaper samtidigt. Profil av yta och profil av linje är två vanliga typer av profiltoleranser som tillämpas på ytor och linjelement på en yta. Dessa toleranser kan vara användbara när man vill kontrollera flera egenskaper samtidigt.

Inspektion av geometriska toleranser och form

Inspektion av geometriska toleranser och form kräver ofta användning av CMM eller andra mätningsverktyg. Inspektionsmetoden kan variera beroende på den specifika toleransen som kontrolleras. För planhet och riktighet kan speciella mätningsverktyg användas för att kontrollera avvikelser från platt yta eller rätt vinkel. För cirkularitet och cylindricitet kan en sond användas för att mäta avvikelser och skapa ett polardiagram för att avgöra om toleransen uppfylls.

Envelopprincipen och GD&T-regel nr. 1

Envelopprincipen är en viktig princip inom GD&T som fastställer att ytan eller ytorna på en regelbunden egenskap av storlek inte får sträcka sig bortom en gräns av perfekt form vid maximalt materialtillstånd (MMT). Detta innebär att toleransen för storlek även påverkar formen av egenskapen. Denna princip är standardinställningen i ASME-standarderna och gör det möjligt att säkerställa att delar passar ihop korrekt.

GD&T är ett komplext ämne, men det är viktigt för att säkerställa att mekaniska system fungerar som avsett. Genom att använda rätt toleranseringsmetoder och korrekt tolkning av GD&T kan tillverkningskvaliteten förbättras och försäkra sig om att delarna passar ihop och fungerar korrekt.

🔍 Källor:

• Efficient Engineer's video on GD&T
• CuriosityStream
• Nebula