رابطه بین تلرانس ابعادی، تلرانس هندسی و زبری سطح
۱. رابطه بین تلرانس شکل و زبری سطح
اگرچه از نظر مقدار عددی و اندازهگیری، هیچ رابطه مستقیمی بین خطای شکل و زبری سطح وجود ندارد، اما تحت شرایط خاص پردازش، رابطه متناسبی بین این دو وجود دارد. طبق تحقیقات تجربی، تحت دقت معمولی، زبری سطح 1/5 تا 1/4 تلرانس شکل را تشکیل میدهد. از این رو میتوان دریافت که برای اطمینان از تلرانس شکل، حداکثر مقدار مجاز پارامتر ارتفاع زبری سطح مربوطه باید به طور مناسب محدود شود.
به طور کلی، مقادیر تلرانس بین تلرانس ابعادی، تلرانس شکل، تلرانس موقعیت و زبری سطح رابطه زیر را دارند: تلرانس ابعادی > تلرانس موقعیت > تلرانس شکل > پارامتر ارتفاع زبری سطح.
از رابطه عددی بین اندازه، شکل و زبری سطح، به راحتی میتوان دریافت که رابطه عددی بین این سه باید در طول طراحی هماهنگ و به خوبی مدیریت شود. هنگام علامتگذاری مقدار تلرانس روی نقشه، باید توجه داشت که مقدار زبری سطح داده شده باید کمتر از مقدار تلرانس شکل آن باشد؛ و مقدار تلرانس شکل باید کمتر از مقدار تلرانس موقعیت آن باشد؛ و اختلاف موقعیت باید کمتر از مقدار تلرانس ابعادی آن باشد. در غیر این صورت، مشکلات مختلفی را برای تولید به همراه خواهد داشت. با این حال، مهمترین مسئله در کار طراحی، چگونگی برخورد با رابطه بین تلرانس ابعادی و زبری سطح و رابطه بین دقتهای مختلف تطبیق و زبری سطح است.
به طور کلی، طبق رابطه زیر تعیین میشود:
۱. وقتی تلرانس شکل ۶۰٪ تلرانس اندازه باشد (دقت هندسی نسبی متوسط)، Ra≤0.05IT؛
۲. وقتی تلرانس شکل ۴۰٪ تلرانس اندازه باشد (دقت هندسی نسبی بالا)، Ra≤0.025IT؛
۳. وقتی تلرانس شکل ۲۵٪ تلرانس اندازه باشد (دقت هندسی نسبی بالا)، Ra≤0.012IT؛
۴. هنگامی که تلرانس شکل کمتر از ۲۵٪ تلرانس اندازه باشد (دقت هندسی نسبی فوق العاده بالا)، Ra≤0.15Tf (مقدار تلرانس شکل).
سادهترین مقدار مرجع: تلرانس اندازه ۳-۴ برابر زبری است که اقتصادیترین مقدار است.
۲. انتخاب تلرانسهای هندسی
۱. انتخاب اقلام تلرانس هندسی
برای کاهش تلرانسهای هندسی و موارد تشخیص خطای هندسی مربوطه که در نقشهها ذکر شده است، باید از عملکردهای اقلام کنترل جامع به طور کامل استفاده شود.
با فرض برآورده کردن الزامات عملکردی، مواردی که اندازهگیری آنها آسان است باید انتخاب شوند. به عنوان مثال، تلرانس هممحوری اغلب با تلرانس انحراف شعاعی یا تلرانس انحراف شعاعی جایگزین میشود. با این حال، باید توجه داشت که انحراف شعاعی ترکیبی از خطای هممحوری و خطای شکل استوانهای است. بنابراین، هنگام جایگزینی، مقدار تلرانس انحراف داده شده باید کمی بزرگتر از مقدار تلرانس انحراف باشد، در غیر این صورت خیلی سختگیرانه خواهد بود.
۲. انتخاب اصول تحمل
بر اساس الزامات عملکردی عناصر اندازهگیری شده، باید از توابع تلرانسها و امکانسنجی و صرفه اقتصادی اتخاذ اصل تلرانس به طور کامل استفاده شود.
اصل مستقل برای مواردی استفاده میشود که الزامات دقت ابعادی و دقت هندسی کاملاً متفاوت هستند و نیاز به برآورده کردن الزامات به طور جداگانه دارند، یا این دو به هم مرتبط نیستند، تا از دقت حرکت، آببندی و عدم وجود تلرانس اطمینان حاصل شود.
الزام جامع عمدتاً برای مواردی استفاده میشود که ویژگیهای منطبق باید اکیداً تضمین شوند.
حداکثر الزام موجودیت برای عنصر مرکزی استفاده میشود و عموماً در موقعیتهایی استفاده میشود که الزام لوازم جانبی، قابلیت مونتاژ باشد (بدون الزامات مربوط به ویژگی).
حداقل الزام موجودیت عمدتاً در موقعیتهایی استفاده میشود که اطمینان از استحکام قطعه و حداقل ضخامت دیواره ضروری است.
الزام برگشتپذیری همراه با الزام حداکثر (حداقل) موجودیت برای استفاده کامل از ناحیه تلرانس، گسترش محدوده اندازه واقعی عنصر اندازهگیری شده و بهبود راندمان استفاده میشود. این الزام را میتوان بدون تأثیر بر عملکرد انتخاب کرد.
۳. انتخاب عناصر مبنا
۱) انتخاب قطعات مبنا
(1) سطح اتصالی را که قطعه در دستگاه در آن قرار میگیرد، به عنوان قطعه مبنا انتخاب کنید. به عنوان مثال، صفحه زیرین و کنار جعبه، محور قطعات دیسک مانند، ژورنال تکیهگاه یا سوراخ تکیهگاه قطعه چرخان و غیره.
(2) المان مبنا باید اندازه و استحکام کافی داشته باشد تا موقعیتیابی پایدار و قابل اعتمادی را تضمین کند. به عنوان مثال، استفاده از دو یا چند محور که از هم فاصله زیادی دارند تا یک محور مبنای مشترک تشکیل دهند، پایدارتر از استفاده از یک محور مبنای واحد است.
(3) سطحی را انتخاب کنید که به عنوان قطعه مبنا، دقیقتر پردازش شده باشد.
- سعی کنید دادههای مونتاژ، پردازش و بازرسی را یکسان کنید. به این ترتیب، خطاهای ناشی از دادههای متناقض میتوانند حذف شوند و طراحی و ساخت وسایل و ابزارهای اندازهگیری سادهتر شود و اندازهگیری راحتتر گردد.
۲) تعیین تعداد مبناها
به طور کلی، تعداد مبناها باید بر اساس الزامات تابع هندسی جهتگیری و موقعیتیابی اقلام تلرانس تعیین شود. تلرانسهای جهتگیری عمدتاً به تنها یک مبنا نیاز دارند، در حالی که تلرانسهای موقعیتیابی به یک یا چند مبنا نیاز دارند. به عنوان مثال، برای اقلام تلرانس توازی، تعامد و هم محوری، معمولاً فقط از یک صفحه یا یک محور به عنوان عنصر مبنا استفاده میشود. برای اقلام تلرانس موقعیت، لازم است دقت موقعیت سیستم سوراخ تعیین شود، بنابراین ممکن است از دو یا سه عنصر مبنا استفاده شود.
۳) ترتیب ترتیب داده
وقتی بیش از دو عنصر مبنا انتخاب میشوند، ترتیب عناصر مبنا باید مشخص شده و در قاب تلرانس به ترتیب اول، دوم و سوم نوشته شود. عنصر مبنای اول، عنصر اصلی و عنصر مبنای دوم، عنصر مبنای دوم است.
۴. انتخاب مقادیر تلرانس هندسی
اصل کلی: اقتصادیترین مقدار تلرانس را با فرض برآورده کردن عملکرد قطعه انتخاب کنید.
با توجه به الزامات عملکردی قطعه، اقتصاد پردازش و ساختار و استحکام قطعه را در نظر بگیرید و مقدار تلرانس عنصر را طبق جدول تعیین کنید. و عوامل زیر را در نظر بگیرید:
تلرانس شکل داده شده توسط همان عنصر باید کمتر از مقدار تلرانس موقعیت باشد؛
مقدار تلرانس شکل قطعات استوانهای (به جز راست بودن محور) باید کمتر از مقدار تلرانس اندازه آن باشد؛ در همان صفحه، مقدار تلرانس تختی باید کمتر از مقدار تلرانس توازی صفحه با مبنا باشد.
مقدار تلرانس توازی باید کمتر از مقدار تلرانس فاصله متناظر آن باشد.
رابطه تقریبی متناسب بین زبری سطح و تلرانس شکل: معمولاً مقدار Ra زبری سطح را میتوان (20٪ ~ 25٪) از مقدار تلرانس شکل در نظر گرفت.
برای شرایط زیر، با توجه به دشواری پردازش و تأثیر عوامل دیگر غیر از پارامترهای اصلی، تحت شرایط برآورده کردن الزامات عملکرد قطعه، به طور مناسب ۱ تا ۲ سطح را برای انتخاب کاهش دهید:
سوراخ نسبت به شفت؛
شفت و سوراخ باریک و نسبتاً بزرگ؛ شفت و سوراخ با فاصله زیاد؛
سطح قطعه با عرض زیاد (بزرگتر از نصف طول)؛
تلرانس توازی و تعامد خطوط با هم و خطوط رو در رو.
۵. مقررات مربوط به تلرانسهای نامشخص شکل و موقعیت
برای سادهسازی ترسیم، لازم نیست تلرانسهای فرم و موقعیت روی نقشه برای دقت فرم و موقعیت که میتواند توسط پردازش عمومی ماشین ابزار تضمین شود، ذکر شود. تلرانسهای فرم و موقعیت ذکر نشده باید مطابق با مفاد GB/T1184-1996 اجرا شوند. مفاد کلی به شرح زیر است:
(1) سه درجه تلرانس H، K و L برای صافی، تختی، تعامد، تقارن و انحراف دایرهای نامشخص مشخص شدهاند.
(2) مقدار تلرانس گردی نامشخص برابر با مقدار تلرانس قطر است، اما نمیتواند بیشتر از مقدار تلرانس نامشخص انحراف دایرهای شعاعی باشد.
(3) مقدار تلرانس استوانهای مشخص نشده، مشخص نشده است و توسط تلرانسهای مشخص شده یا نشده تلرانس گردی المان، راستی المان و توازی نسبی المان کنترل میشود.
(4) مقدار تلرانس توازی بدون اندیکاسیون برابر با بزرگترین تلرانس ابعادی بین المان اندازهگیری شده و المان مرجع و مقدار تلرانس بدون اندیکاسیون تلرانس شکل (راستی یا صافی) المان اندازهگیری شده است و المان بلندتر به عنوان مرجع در نظر گرفته میشود.
(5) مقدار تلرانس هم محوری نامشخص مشخص نشده است. در صورت لزوم، مقدار تلرانس هم محوری نامشخص را میتوان برابر با تلرانس انحراف دایرهای نامشخص در نظر گرفت.
(6) مقادیر تلرانس خطی، سطح، شیب و موقعیت نامشخص، همگی توسط تلرانس ابعاد خطی یا تلرانس زاویه مشخص یا نامشخص هر المان کنترل میشوند.
(7) مقدار تلرانس کل انحراف نامشخص مشخص نشده است.
۶. ترسیم نمایش مقادیر تلرانس هندسی نامشخص
اگر از مقادیر تلرانس نامشخص مشخص شده در GB/T1184-1996 استفاده شود، استاندارد و کد درجه باید در نوار عنوان یا الزامات فنی ذکر شود.
: "GB/T1184-K".
تلرانسهای کاری که با عبارت «اصول تلرانس مطابق با GB/T 4249» روی نقشه مشخص نشدهاند، باید مطابق با الزامات «GB/T 1800.2-1998» پیادهسازی شوند.