Tolerancje geometryczne i ISO GPS
Gdy zakres wymiarów nie wystarczy — forma, orientacja, położenie i rzut
Wstęp
Klasyczna tolerancja plus/minus mówi coś o wielkości części — ale nic o jej kształcie lub wzajemnym położeniu. Wał może być w przedziale średnicy i mimo to być skośny lub owalny. Dwa otwory mogą każde mieć prawidłową średnicę i mimo to być przesunięte, więc montaż się nie zmieści. Tolerancje geometryczne (w angielski GD&T) kontrolują dokładnie to, czego tolerancje wymiarów nie mogą: kształt, orientacja, położenie i bicie.
ISO GPS — wspólny system
Tolerancje geometryczne należą do ISO GPS (Geometrical Product Specifications), zintegrowanego systemu normatywnego, który łączy projektowanie, produkcję i kontrolę jednym, jednoznacznym językiem. Standard podstawowy dla symboliki geometrycznej to DS/EN ISO 1101, która opisuje tolerancje dla formy, orientacji, umieszczenia i biegu oraz reguły dotyczące sposobu ich określania i interpretowania. Odniesienia i systemy odniesień są opisane w DS/EN ISO 5459. Chodzi o to, że specyfikacja powinna być interpretowana w ten sam sposób przez wszystkie strony — także przez sprzęt pomiarowy, który później będzie kontrolować część.
Cztery grupy geometrycznych tolerancji
| Grupa | Steruje | Przykłady właściwości |
|---|---|---|
| Postać | Własny kształt jednej płaszczyzny/linii | Płaskość, prostoliniowość, zaokrąglenie, cylindryczność |
| Orientacja | Kąt w stosunku do punktu odniesienia | Równoległość, prostokątność, nachylenie |
| Umiejscowienie | Gdzie element znajduje się w stosunku do dat | Położenie, koncentryczność, symetria |
| CHEMIA | Odchylenie przy obrocie wokół osi | Rzut promieniowy i osiowy (run-out) |
Każda tolerancja jest określona w polu ramy tolerancji: symbol cechy, wartość tolerancji (często strefa tolerancji jako szerokość lub średnica) i — dla orientacji, pozycji i bicia — odniesienie do jednego lub więcej datumów.
Daty — odniesienie, od którego mierzy się wszystko
Datum to teoretyczne dokładne odniesienie (płaszczyzna, oś lub płaszczyzna), względem którego mierzy się tolerancję geometryczną. Jeśli datum jest wybrany niepoprawnie, mierzy się od czegoś, co nie odpowiada, jak część jest faktycznie używana lub zamocowana. Dlatego datum powinno odzwierciedlać funkcję części: zamocuj ją w myślach tak, jak powinna siedźeć w rzeczywistości, i pozwól płaszczyźnie nośnej lub centrującej stać się Twoim głównym datum. System datum może składać się z podstawowego, wtórnego i trzeciorzędnego datum, które razem jednoznacznie zamykają część.
Strefa tolerancji
Tolerancja geometryczna określa strefę, w której rzeczywisty element musi się mieścić. Strefa może być przestrzenią między dwiema płaszczyznami równoległymi (np. dla płaskości), cylindryczną przestrzenią (np. dla tolerancji pozycji na osi) lub pasmo. Jest to bardziej precyzyjne myślenie niż plus/minus, ponieważ opisuje trójwymiarową przestrzeń zamiast tylko przedziału liczb — i ponieważ wiąże się z funkcją części.
Dlaczego się to opłaca
- 01Funkcja zamiast liczb: tolerancja opisuje, co część powinna robić, a nie tylko jak duża jest.
- 02Mniej konfliktów: projektowanie, produkcja i kontrola jakości czytają tę samą specyfikację w ten sam sposób.
- 03Mniejsza nadtolerancja: zaciska się tylko właściwość, która ma znaczenie, i można poluzować resztę.
- 04Kontrola śledzona: osoba mierząca dokładnie wie, która strefa i jaka data powinna być sprawdzana.
Ogólne zasady, które powinieneś znać
System GPS opiera się na pewnych zasadach ogólnych: że specyfikacja powinna być jednoznaczna, że tolerancje kształtu i rozmiaru zasadniczo są od siebie niezależne, chyba że zaznaczono inaczej, oraz że można przypisać warunki materiału do tolerancji, gdy funkcja zespołu zależy od tego, czy część znajduje się na maksymalnym czy minimalnym rozmiarze materiału. Używaj tylko zaawansowanych adnotacji, które w pełni rozumiesz — nieprawidłowo zastosowany warunek materiału zmienia znaczenie znacznie.
“Wymiar mówi, jak duża jest część. Tolerancje geometryczne mówią, czy to działa.”
— Zasada w ISO GPS