Kuva 1. Geometrinen mitoitus ja toleranssi: 2D vs. 3D.
Geometrinen mitoitus ja Toleranssikäsitteet ovat usein aluksi vaikeasti hahmotettavissa; aloittelijan voi olla melko vaikea ymmärtää perusperiaatteita. Yksi syy vaikeuteen on 3D-käsitteiden visualisointiongelma 2D-dokumentaatiossa.
tämän blogikirjoituksen tavoitteena on analysoida MMC (Maximum Material Condition) – konseptin vaikutusta tappiin (shaft) 3D-kontekstissa yksinkertaisella esimerkillä (Kuva 1). Esimerkkimme jäljittelee ASME Y14.5-2009-standardin Kuvassa 2.15 olevaa tapausta (sivu 33) 3D-kontekstissa paljon suuremmilla toleransseilla (ja virheillä) konseptien havainnollistamiseksi paremmin.
materiaalin suurin kunto (MMC) ja vähiten materiaalin kunto (LMC): Yksinkertainen määritelmä
MMC on sellaisen ominaisuuden ehto, joka sisältää suurimman materiaalin määrän eli pienimmän reiän tai suurimman tapin annetuissa kokorajoissa. LMC on tila, jossa on pienin määrä materiaalia, suurin reikä tai pienin tappi, annetuissa rajoissa koko.
kuva 2. MMC ja LMC käsitteet tappi
esimerkissämme animoitu kuva 2, voimme havaita, että MMC tappi on 25 mm, kun LMC on 15 mm.
Miksi käyttää MMC-konseptia?
MMC määrittelee osan huonoimman mahdollisen kunnon, joka vielä takaa, koska se on edelleen säädettyjen toleranssien sisällä, tapin(tapien) ja reiän(reikien) välisen kokoonpanon. Kun reikä on pienimmillään (MMC) ja tappi suurimmillaan (myös MMC), voimme olla varmoja, että pystymme vielä kokoamaan sen osan. MMC: tä käytetään siis laajalti tapauksissa, joissa puhdistuma sopii hyvin.
Bonustoleranssikäsite
Kuva 3. Bonustoleranssi selitetty: Kun tapin koko lähtee MMC: stä kohti LMC: tä, lisätään bonustoleranssi, joka vastaa kyseisen lähdön määrää. Bonustoleranssi on sama kuin ominaisuuden todellisen koon ja MMC: n välinen ero. Tällöin Bonustoleranssi = MMC-LMC=25-15=10.
kokoonpanon maavara kasvaa, jos astutusominaisuuksien todellinen koko on pienempi kuin niiden MMC. Jos pin on valmis alle sen MMC ja lähempänä sen LMC rajoja, maavaraa voidaan käyttää bonus toleranssi muodon tai aseman. Esimerkissämme (kuva 3):
Esimerkki 1: Tapin halkaisija materiaalin Maksimitilassa
- tapin halkaisija MMC: ssä= 25
- Bonustoleranssi = 0
- asennon toleranssi MMC: ssä = 5
MMC: n ja bonustoleranssin käsite tulee paljon selkeämmäksi, jos se visualisoidaan 3D: ssä.
tässä ensimmäisessä videossa sylinterin keskiakseli, joka edustaa tappia MMC: ssä, syrjäyttää asentotoleranssivyöhykkeen, joka määritellään sylinteriksi, jonka halkaisija on 5 mm..
Esimerkki 2: Tapin halkaisija vähintään materiaalin kunto
- tapin halkaisija LMC: ssä= 15
- Bonustoleranssi = tapin halkaisija MMC – tapin halkaisija LMC: ssä = 25 – 15 = 10
- asennon toleranssi LMC: ssä = 5 (toleranssi MMC: ssä) + 10 (Bonustoleranssi) = 15
näemme, että kun se on saavuttanut LMC, pin voi olla suurempi asema toleranssialue.
toisessa videossa sylinterin keskiakseli, joka edustaa tappia LMC: ssä, syrjäyttää asentotoleranssivyöhykkeen, joka määritellään sylinteriksi, jonka halkaisija on 15 mm. Huomaa, että tällä kertaa sallittu toleranssialue on paljon suurempi LMC: llä, koska meillä on suuri bonustoleranssi.
esimerkki 3: nastan halkaisija jossain keskellä
mitä tapahtuisi, jos nastan halkaisija olisi jossain LMC: n ja MMC: n välissä?
- nastan halkaisija = 20
- Bonustoleranssi = nastan halkaisija MMC-nastan halkaisijalla = 25 – 20 = 5
- Positiotoleranssi = 5 (toleranssi MMC: ssä) + 5 (Bonustoleranssi) = 10
kolmannessa videossa sylinterin keskiakseli, joka edustaa tappia mielivaltaisessa ulottuvuudessa, syrjäyttää asentotoleranssivyöhykkeen ympäri, joka on määritelty sylinteriksi, jonka halkaisija on 10 mm. (esimerkissämme tapin halkaisija on nimellinen, mutta näin ei välttämättä tarvitse olla.)