Основы GD&T для закупщиков: как читать рамки допусков и базы

Почему покупатели должны читать GD&T

Геометрические размеры и допуски, обычно сокращаемые до GD & T, - это символический язык, который инженеры используют, чтобы сказать, насколько форма, ориентация и местоположение объекта могут варьироваться. Покупателям не нужно проектировать с его помощью, но понимание основ помогает при рассмотрении котировок, обсуждении отчетов об инспекциях и определении чертежей, которые будут дорогими в изготовлении. В этой статье основные идеи объясняются простым языком. Он следует концепциям, используемым в ASME Y14.5, и тесно связанным стандартам ISO GPS.

Плюс-минус переносимость и ее пределы

Традиционные чертежи размещают размер с допуском плюс-минус, например 40,00 ±0,10, на месте отверстия. Этот подход прост, но оставляет пробелы. Он определяет квадратную зону допуска для круглого отверстия, не говорит, с каких поверхностей измерять, и мало говорит о форме или ориентации. Два инспектора могут измерять одну и ту же деталь по-разному, и оба «правы».

GD&T заполняет эти пробелы, определяя опорные поверхности, называемые нулями, и зоны допуска, форма которых соответствует функции.

Чтение управляющей рамки функции

Требования GD & T находятся в прямоугольной коробке, называемой рамкой допуска. Прочитайте его слева направо.

Показание рамы «положение, Ø0,10, A, B, C» означает, что ось отверстия должна находиться в цилиндре диаметром 0,10, расположенном в точном теоретическом положении, измеренном от опорных точек A, B и C.

Датамы: начальная точка измерения

Датамы - это характеристики, выбранные для представления расположения детали в ее сборке. Первичная точка отсчета, часто большая плоская поверхность, убирает большую часть свободы. Вторичные и третичные базы завершают определение местоположения детали. При контроле деталь настраивается по этим данным, а все остальное измеряется по ним.

Для покупателей ключевым моментом является то, что данные должны отражать реальную функцию. На чертеже, в котором в качестве баз для прецизионных отверстий используется косметический край, могут быть изготовлены детали, которые проходят проверку, но не подходят.

Основные размеры

Размеры, показанные в коробке, называются основными размерами. У них нет собственного допуска; они описывают идеальное теоретическое местоположение или форму, а рамка допуска указывает, сколько вариаций разрешено. Рецензент расчёт, видящий многие основные измерения, знает, что местоположения функций контролируются GD&T, а не плюс-минус допусками.

Семейства основных символов

Почему толерантность к положению часто лучше

Круглое отверстие с плюс-минус координатами имеет квадратную зону. Углы этого квадрата допускают большую погрешность по диагонали, чем прямо вдоль оси, что не имеет смысла для круглого болта. Допуск по положению использует круговую зону, которая соответствует функции и дает примерно на 57% больше полезной площади, чем квадрат, который помещается внутри нее. Детали, которые не выходят из квадратной зоны вблизи ее краев, могут по-прежнему идеально подходить, и положение признает это.

Модификаторы состояния материала

Обведенная кружком M, максимальное состояние материала, добавляет допуск, когда функция отклоняется от своего самого плотного размера. Для отверстия максимальным состоянием материала является наименьший допустимый диаметр. Если отверстие увеличено, у болта больше места, поэтому допуск на положение может увеличиться на ту же величину. Этот бонусный допуск уменьшает лом, не повреждая сборку.

Обведенный L, наименее материальный, работает в противоположном направлении и используется там, где имеет значение минимальная толщина стенки. Без модификатора допуск применяется независимо от размера компонента.

Модификаторы делают контроль с помощью функциональных датчиков простым, что полезно для деталей большого объема.

Что влияет на стоимость на чертеже GD&T

• Очень маленькие значения допуска, особенно по положению, плоскостности или биению
• Жесткие элементы управления, применяемые к каждой функции по умолчанию, а не только там, где они нужны функции
• Базы, которые трудно закрепить или они маленькие, изогнутые или шероховатые
• Профиль поверхности на сложных формах, которая нуждается в сканировании или контроле ШМ
• Требования к полным отчетам CMM по каждой части

Покупатель часто может снизить стоимость, спросив, требуются ли жесткие уточнения функционально для всех функций или общий блок допусков покрывает большую часть детали.

Общие вопросы рисования, которые следует поднять на ранней

• Характеристики баз, которые не определены или на которые есть ссылки, но которые не помечены
• Отсутствуют базовые размеры, поэтому выноска позиции не имеет определенной истинной позиции
• Конфликтующие элементы управления плюс-минус и GD&T в одной и той же функции
• Допуски более жесткие, чем обычно, без особых усилий
• Стандарты не названы, поэтому неясно, применяются ли правила ASME или ISO

Поднимать эти вопросы во время цитирования гораздо дешевле, чем обнаруживать их при проверке.

Как проверка связана с рамой

При проверке GD & T обычно используется координатно-измерительная машина, которая проверяет точки на баз, устанавливает опорную систему координат, а затем оценивает каждую функцию. Для более простых случаев используются датчики высоты, индикаторы, поверхностные пластины и функциональные датчики. В отчетах о проверке перечислены каждое уточнение, его допуск и измеренный результат, часто с допуск на бонус, рассчитанный там, где применяются модификаторы.

При запросе отчета о проверке укажите, о каких функциях необходимо сообщать и сколько деталей. Полный отчет по каждой части стоит дорого; часто достаточно ключевых характеристик на образце.

ASME и ISO: одна идея, разные правила

ASME Y14.5 и стандарты ISO GPS используют много одинаковых символов, но некоторые правила по умолчанию отличаются. Одним из важных примеров является взаимосвязь между размером и формой. Согласно ASME, характеристика размера по умолчанию не может превышать свою идеальную форму при максимальном материале, часто называемом Правилом 1 или принципом оболочки. В соответствии с ISO размер и форма по умолчанию независимы, если не указано требование к конверту. На чертеже должно быть указано, какая система применяется, обычно в штампе или общих примечаниях, поэтому поставщик и инспектор интерпретируют его одинаково.

Издания также имеют значение. Правила и символы менялись между изданиями, поэтому такое примечание, как «Интерпретация в соответствии с ASME Y14.5-2018», устраняет сомнения.

Пример проработанного чтения

Представьте себе пластину с четырьмя монтажными отверстиями. Datum A - нижняя сторона, Datum B - длинная сторона, а Datum C - короткая сторона. Отверстия имеют основные размеры от B и C и положение считывания рамы, Ø0,20 на MMC, A, B, C. Простыми словами: поставьте пластину на ее нижнюю поверхность, прижмите ее к длинной стороне, а затем к короткой стороне, и каждая ось отверстия должна находиться в цилиндре диаметром 0,20 вокруг ее точного местоположения. Если отверстие больше, чем его наименьший допустимый размер, цилиндр может увеличиться на ту же величину.

Краткий глоссарий

Практические выводы для покупателей

Спросите, какому стандарту и изданию соответствует чертеж. Убедитесь, что базы имеют функциональный смысл. Тесные уточнения, которые, кажется, применимы повсюду. Согласуйте метод проверки и состав отчета перед производством. Эти шаги помогают убедиться, что детали, которые вы получаете, приемлемы как на бумаге, так и в сборе.