Hiểu GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) là gì?

Mục lục

1. Tổng quan về GD&T
2. Khái niệm về sự dung sai
3. Áp dụng dung sai kích thước 3.1. Áp dụng dung sai kích thước cho các bề mặt 3.2. Áp dụng dung sai kích thước cho các đối tượng kích thước
4. Áp dụng dung sai hình học và kích thước đặc biệt 4.1. Áp dụng dung sai hình học và kích thước đặc biệt cho các bề mặt 4.2. Áp dụng dung sai hình học và kích thước đặc biệt cho các đối tượng kích thước
5. Sự phân tích vị trí
6. Áp dụng dung sai định hướng 6.1. Áp dụng dung sai định hướng cho các bề mặt 6.2. Áp dụng dung sai định hướng cho các đối tượng kích thước
7. Áp dụng dung sai vị trí 7.1. Áp dụng dung sai vị trí cho các bề mặt 7.2. Áp dụng dung sai vị trí cho các đối tượng kích thước
8. Áp dụng dung sai hình dạng 8.1. Áp dụng dung sai hình dạng cho các bề mặt 8.2. Áp dụng dung sai hình dạng cho các đối tượng kích thước
9. Sự kiểm tra suy biến vị trí
10. Sự kiểm tra suy biến hình dạng
11. Kết luận

1. Tổng quan về GD&T

GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) là một phương pháp áp dụng sự dung sai vào quá trình thiết kế và sản xuất máy móc. Việc xây dựng và thiết kế các hệ thống cơ khí là một quy trình phức tạp đòi hỏi cân nhắc đúng đắn nhiều yếu tố khác nhau như chi phí, vật liệu và kỹ thuật sản xuất. Một trong những thách thức quan trọng là đảm bảo rằng tất cả các bộ phận, sau khi được sản xuất, sẽ được lắp ráp và hoạt động như ý muốn. Đó là lý do tại sao dung sai là một phần quan trọng của quy trình thiết kế cơ khí.

2. Khái niệm về sự dung sai

Cách định nghĩa dung sai dễ nhất là sử dụng phương pháp kích thước, trong đó các bản vẽ định nghĩa mức độ mà mỗi kích thước của một bộ phận được phép lệch khỏi giá trị mục tiêu. Tuy nhiên, dung sai kích thước không hoạt động hiệu quả trong nhiều tình huống vì nó không phản ánh được cách bộ phận sẽ được sử dụng. Nó không cho phép bạn chỉ định rằng bạn cần một bề mặt phẳng vì nó phải tạo ra một miệng nối với một bộ phận khác, ví dụ như hay để bạn kiểm soát khoảng cách gần như vuông góc giữa trục của lỗ cần khoét và bề mặt nó được khoét vào. GD&T, thường được gọi là Geometric Dimensioning and Tolerancing, là một phương pháp khác để sử dụng kỹ thuật dung sai làm cho bạn có thể kiểm soát sự dung sai theo cách phản ánh chức năng dự định của bộ phận. Nó bổ sung dung sai kích thước bằng cách cho phép bạn kiểm soát 14 yếu tố hình học khác nhau, giúp bạn truyền đạt tốt hơn những khía cạnh quan trọng của thiết kế của mình.

2.1. Áp dụng dung sai kích thước

Sự dung sai kích thước được áp dụng cho các đặc trưng bằng cách sử dụng các khung kiểm soát đặc trưng. Những lưới nhỏ này chứa tất cả thông tin cần thiết để kiểm soát một đặc điểm hình học cụ thể. Chúng có thể được áp dụng cho các đặc điểm bằng cách sử dụng các đường dẫn chỉ đạo, đường mở rộng hoặc đối với các tính năng kích thước, chúng có thể được gắn trực tiếp vào kích thước. Hãy xem cách chúng được cấu trúc. Ô đầu tiên trong khung chứa biểu tượng xác định yếu tố hình học nào đang được kiểm soát. Ô tiếp theo chỉ định dung sai để áp dụng. Giá trị này xác định kích thước của vùng dung sai mà cả đặc trưng phải nằm trong đó. Hình dạng của vùng phụ thuộc vào đặc điểm hình học đang được kiểm soát - ký hiệu đường kính có thể được thêm vào để chỉ ra rằng khu vực dung sai là hình tròn hay hình trụ. Tiếp theo là một loạt các chữ cái xác định các điểm chuẩn, các mặt tham chiếu cần được xem xét trong quá trình kiểm tra. Cuối cùng, các bộ điều chỉnh có thể được thêm vào cả dung sai hoặc các chuẩn, để có thể kiểm soát dung sai một cách chi tiết hơn. Chúng ta sẽ nói về các chuẩn và các bộ chỉnh sửa chi tiết hơn sau này, nhưng trước tiên hãy xem một ví dụ, bắt đầu với một trong những đặc điểm hình học đơn giản hơn, tính phẳng. Khung kiểm soát tính phẳng gọi là flatness sẽ nhìn như thế này. Khi được áp dụng vào một bề mặt, nó xác định một nhóm dung sai trong khoảng hai mặt phẳng song song mà được phân tách bởi khoảng cách hiển thị trong khung điều khiển tính phẳng. Tất cả những bộ phận được sản xuất đều không hoàn hảo - để một bộ phận đáp ứng yêu cầu dung sai này, tất cả các điểm trên bề mặt phải nằm trong vùng dung sai. Hai mặt phẳng xác định vùng dung sai là song song với nhau, nhưng chúng không cần phải song song với bất kỳ bề mặt nào khác. Dung sai phẳng thường được chỉ định trên các bề mặt mà liên kết với các bộ phận khác và cần phải có tiếp xúc đều, giống như mặt của một cái răng. Dung sai phẳng cũng có thể được áp dụng cho các đặc điểm kích thước, trong trường hợp này vùng dung sai được áp dụng cho mặt trung bình tạo ra đặc điểm. Mặt trung bình được xây dựng bằng cách lấy điểm giữa của các điểm đối diện trên hai bề mặt xác định đặc điểm kích thước. Vì các bề mặt không hoàn hảo, mặt trung bình cũng sẽ không hoàn hảo.

2.2. Áp dụng dung sai hình học và kích thước đặc biệt

Dung sai hình học và kích thước đặc biệt được áp dụng bằng cách sử dụng khung kiểm soát đặc trưng. Những lưới nhỏ này chứa tất cả thông tin cần thiết để kiểm soát một đặc điểm hình học cụ thể. Chúng có thể được áp dụng cho các đặc điểm bằng cách sử dụng các đường dẫn chỉ đạo, đường mở rộng hoặc đối với các tính năng kích thước, chúng có thể được gắn trực tiếp vào kích thước. Hãy xem cách chúng được cấu trúc. Ô đầu tiên trong khung chứa biểu tượng xác định yếu tố hình học nào đang được kiểm soát. Ô tiếp theo chỉ định dung sai để áp dụng. Giá trị này xác định kích thước của vùng dung sai mà cả đặc trưng phải nằm trong đó. Hình dạng của vùng phụ thuộc vào đặc điểm hình học đang được kiểm soát - ký hiệu đường kính có thể được thêm vào để chỉ ra rằng khu vực dung sai là hình tròn hay hình trụ. Tiếp theo là một loạt các chữ cái xác định các điểm chuẩn, các mặt tham chiếu cần được xem xét trong quá trình kiểm tra. Cuối cùng, các bộ điều chỉnh có thể được thêm vào cả dung sai hoặc các chuẩn, để có thể kiểm soát dung sai một cách chi tiết hơn. Chúng ta sẽ nói về các chuẩn và các bộ chỉnh sửa chi tiết hơn sau này, nhưng trước tiên hãy xem một ví dụ, bắt đầu với một trong những đặc điểm hình học đơn giản hơn, tính phẳng. Khung kiểm soát tính phẳng gọi là flatness sẽ nhìn như thế này. Khi được áp dụng vào một bề mặt, nó xác định một nhóm dung sai trong khoảng hai mặt phẳng song song mà được phân tách bởi khoảng cách hiển thị trong khung điều khiển tính phẳng. Tất cả những bộ phận được sản xuất đều không hoàn hảo - để một bộ phận đáp ứng yêu cầu dung sai này, tất cả các điểm trên bề mặt phải nằm trong vùng dung sai. Hai mặt phẳng xác định vùng dung sai là song song với nhau, nhưng chúng không cần phải song song với bất kỳ bề mặt nào khác. Dung sai phẳng thường được chỉ định trên các bề mặt mà liên kết với các bộ phận khác và cần phải có tiếp xúc đều, giống như mặt của một cái răng. Dung sai phẳng cũng có thể được áp dụng cho các đặc điểm kích thước, trong trường hợp này vùng dung sai được áp dụng cho mặt trung bình tạo ra đặc điểm. Mặt trung bình được xây dựng bằng cách lấy điểm giữa của các điểm đối diện trên hai bề mặt xác định đặc điểm kích thước. Vì các bề mặt không hoàn hảo, mặt trung bình cũng sẽ không hoàn hảo.

Article

Dùng sai hình học và kỹ thuật kích thước trong thiết kế cơ khí

🔸 Giới thiệu về GD&T

GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) là một phương pháp áp dụng sự dung sai vào quá trình thiết kế và sản xuất máy móc. Việc xây dựng và thiết kế các hệ thống cơ khí là một quy trình phức tạp đòi hỏi cân nhắc đúng đắn nhiều yếu tố khác nhau như chi phí, vật liệu và kỹ thuật sản xuất. Một trong những thách thức quan trọng là đảm bảo rằng tất cả các bộ phận, sau khi được sản xuất, sẽ được lắp ráp và hoạt động như ý muốn. Đó là lý do tại sao dung sai là một phần quan trọng của quy trình thiết kế cơ khí.

🔸 Áp dụng dung sai kích thước và dung sai hình học

Áp dụng dung sai kích thước và dung sai hình học là một phần quan trọng của quá trình thiết kế cơ khí. Dung sai kích thước được áp dụng bằng cách sử dụng bản vẽ và các khung kiểm soát đặc trưng để xác định mức độ lệch của mỗi kích thước của bộ phận so với giá trị mục tiêu. Tuy nhiên, dung sai kích thước không phản ánh được cách các bộ phận sẽ được sử dụng và không cho phép kiểm soát các yếu tố như hình dạng và định hướng.

Trong khi đó, dung sai hình học (GD&T) cho phép kiểm soát hình dạng, hướng và vị trí của các đặc trưng. Nó bổ sung dung sai kích thước bằng cách cho phép bạn kiểm soát 14 yếu tố hình học khác nhau, giúp bạn truyền đạt tốt hơn những khía cạnh quan trọng của thiết kế của mình. Ví dụ, bạn có thể kiểm soát các yếu tố như tính phẳng, định hướng vữa các yếu tố kích thước, giúp bạn đảm bảo rằng các bộ phận sẽ hoạt động như ý muốn khi được lắp ráp.

🔸 Các loại dung sai và áp dụng

Dung sai trong GD&T được chia thành nhiều loại, bao gồm dung sai hình dạng, dung sai vị trí, dung sai định hướng và dung sai dịch chuyển. Mỗi loại dung sai đều có các quy tắc và quy định riêng để áp dụng.

Áp dụng dung sai kích thước và dung sai hình học đòi hỏi sử dụng các khung kiểm soát đặc trưng. Chúng tạo ra các vùng dung sai và đặt ra các quy tắc và giá trị giới hạn cho các đặc điểm cần kiểm soát. Điều này đảm bảo rằng các bộ phận sẽ đáp ứng các yêu cầu thiết kế và đảm bảo sự tương thích và hoạt động chính xác.