Figur 1. Geometrisk dimensionering og Tolerancering: 2D versus 3D.
geometriske dimensionerings-og Tolerancekoncepter er ofte vanskelige at forstå i starten; begyndere kan have en ganske vanskelig tid med at forstå de grundlæggende principper. En af grundene til denne vanskelighed er visualiseringsproblemet med 3D-koncepter i 2D-dokumentation.
målet med dette blogindlæg er at analysere effekten af MMC-konceptet (maksimal materialetilstand) på en stift (aksel) i en 3D-kontekst med et simpelt eksempel (Figur 1). Vores eksempel gentager sagen i figur 2.15 i ASME Y14.5-2009-standarden (side 33) i en 3D-kontekst med meget større tolerancer (og fejl) for bedre at visualisere begreberne.
maksimal materialetilstand (MMC) og mindst materialetilstand (LMC): Enkle definitioner
MMC er betingelsen for en funktion, der indeholder den maksimale mængde materiale, det vil sige det mindste hul eller den største stift, inden for de angivne størrelsesgrænser. LMC er den tilstand, hvor der er den mindste mængde materiale, det største hul eller den mindste stift inden for de angivne størrelsesgrænser.
figur 2. MMC og LMC koncepter for en pin
i vores eksempel i den animerede figur 2 kan vi observere, at MMC af stiften er 25 mm, mens LMC er 15 mm.
Hvorfor bruge MMC-konceptet?
MMC definerer den værst tænkelige tilstand for en del, der stadig vil garantere, fordi den stadig er inden for de foreskrevne tolerancer, samlingen mellem pin(er) og hul(er). Når et hul er på sit mindste (MMC) og en stift er i sin største tilstand (også MMC), kan vi være sikre på, at vi stadig vil være i stand til at samle den del. MMC anvendes således i vid udstrækning i tilfælde, hvor clearance passer er almindelige.
Bonustolerancekoncept
Figur 3. Bonus tolerance forklaret: Da størrelsen på stiften afviger fra MMC mod LMC, tilføjes en bonustolerance svarende til størrelsen af denne afgang. Bonus tolerance er lig med forskellen mellem den faktiske funktion størrelse og MMC af funktionen. I dette tilfælde Bonus Tolerance = MMC-LMC=25-15=10.
Clearance for montering øges, hvis de faktiske størrelser af parringsfunktionerne er mindre end deres MMC. Hvis stiften er færdig med mindre end dens MMC og tættere på dens LMC-grænser, kan den opnåede clearance bruges som en bonustolerance for form eller position. I vores eksempel (Figur 3):
eksempel 1: Pin diameter ved maksimal materiale tilstand
- Pin diameter ved MMC= 25
- Bonus Tolerance = 0
- Position tolerance ved MMC = 5
begrebet MMC og bonustolerance bliver meget klarere, hvis det visualiseres i 3D.
i denne første video forskydes cylinderens midterakse, der repræsenterer stiften ved MMC, rundt om positionstoleranceområdet, som er defineret som en cylinder med en diameter på 5 mm.
eksempel 2: Pin diameter mindst materiale tilstand
- Pin diameter ved LMC= 15
- Bonus Tolerance = Pin diameter ved MMC-Pin diameter ved LMC = 25 – 15 = 10
- Positionstolerance ved LMC = 5 (Tolerance ved MMC) + 10 (Bonustolerance) = 15
vi ser, at når den har nået LMC, kan stiften have en større positionstolerancesone.
i den anden video forskydes cylinderens midterakse, der repræsenterer stiften ved LMC, omkring positionstoleranceområdet, som er defineret som en cylinder med en diameter på 15 mm. Vær opmærksom på, at denne gang er det tilladte toleranceområde meget større hos LMC, da vi har en stor bonustolerance.
eksempel 3: Pin diameter et sted i midten
hvad ville der ske, hvis stiften havde en diameter et sted mellem LMC og MMC?
- Pin diameter = 20
- Bonus Tolerance = Pin diameter ved MMC-Pin diameter = 25 – 20 = 5
- Positionstolerance = 5 (Tolerance ved MMC) + 5 (Bonustolerance) = 10
i den tredje video forskydes cylinderens midterakse, der repræsenterer stiften ved en vilkårlig dimension, omkring positionstoleranceområdet, som er defineret som en cylinder med en diameter på 10 mm. (i vores eksempel er pindiameteren nominel, men det behøver ikke nødvendigvis at være tilfældet.)