กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

การกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต

ระบบ การกำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต ( GD&T ) คือระบบสำหรับการกำหนดและสื่อสาร ความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรม ผ่าน ภาษาเชิงสัญลักษณ์ บน แบบเขียนทางวิศวกรรม และ แบบจำลอง 3...

การกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต

ตัวอย่างของการควบคุมตำแหน่งทางเรขาคณิตที่ถูกต้องซึ่งกำหนดโดยมิติพื้นฐานและคุณลักษณะอ้างอิง

ระบบ การกำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต ( GD&T ) คือระบบสำหรับการกำหนดและสื่อสารความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรมผ่านภาษาเชิงสัญลักษณ์บนแบบเขียนทางวิศวกรรม และ แบบจำลอง 3 มิติที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งอธิบายถึง รูปทรงเรขาคณิตที่กำหนดไว้ของวัตถุทางกายภาพและความแปรผันที่อนุญาตได้ GD&T ใช้ในการกำหนดรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนดไว้ (สมบูรณ์แบบในทางทฤษฎี) ของชิ้นส่วนและชุดประกอบ ความแปรผันที่อนุญาตได้ในขนาด รูปทรง การวางแนว และตำแหน่งของคุณลักษณะแต่ละส่วน และวิธีที่คุณลักษณะต่างๆ อาจแปรผันไปในความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเพื่อให้ส่วนประกอบนั้นถือว่าเหมาะสมกับการใช้งานตามที่ตั้งใจไว้ ข้อกำหนดด้านขนาดจะกำหนดรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนดไว้ ตามที่จำลองไว้ หรือตามที่ตั้งใจไว้ ในขณะที่ข้อกำหนดด้านความคลาดเคลื่อนจะกำหนดความแปรผันทางกายภาพที่อนุญาตได้ของคุณลักษณะแต่ละส่วนของชิ้นส่วนหรือชุดประกอบ

มีมาตรฐานหลายฉบับทั่วโลกที่อธิบายสัญลักษณ์และกำหนดกฎเกณฑ์ที่ใช้ใน GD&T หนึ่งในมาตรฐานเหล่านั้นคือมาตรฐาน ASME Y14.5 ของ สมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา (ASME) บทความนี้อ้างอิงจากมาตรฐานดังกล่าว มาตรฐานอื่นๆ เช่น มาตรฐานจากองค์การมาตรฐานสากล (ISO) อธิบายระบบที่แตกต่างออกไป ซึ่งมีความแตกต่างเล็กน้อยในการตีความและกฎเกณฑ์(ดู GPS&V)มาตรฐาน Y14.5 ให้ชุดกฎเกณฑ์ที่ค่อนข้างสมบูรณ์สำหรับ GD&T ในเอกสารฉบับเดียว ในทางกลับกัน มาตรฐาน ISO มักจะกล่าวถึงเพียงหัวข้อเดียวในแต่ละครั้ง มีมาตรฐานแยกต่างหากที่ให้รายละเอียดสำหรับแต่ละสัญลักษณ์และหัวข้อหลักด้านล่าง (เช่น ตำแหน่ง ความเรียบ รูปทรง ฯลฯ) BS 8888เป็นเอกสารที่ครบถ้วนในตัวเอง โดยคำนึงถึงมาตรฐาน GPS&V จำนวนมาก

ต้นทาง

ที่มาของ GD&T นั้นได้รับการยกย่องให้แก่ สแตนลีย์ พาร์คเกอร์ ผู้พัฒนาแนวคิดเรื่อง "ตำแหน่งที่แท้จริง" แม้ว่าจะไม่ค่อยมีข้อมูลเกี่ยวกับชีวิตของพาร์คเกอร์มากนัก แต่ก็เป็นที่ทราบกันว่าเขาทำงานอยู่ที่โรงงานผลิตตอร์ปิโดหลวงในเมืองอเล็กซานเดรีย เวสต์ดันบาร์ตันเชียร์ประเทศสกอตแลนด์งานของเขาช่วยเพิ่มการผลิตอาวุธทางทะเลโดยผู้รับเหมาใหม่ๆ

ในปี พ.ศ. 2483 พาร์เกอร์ได้ตีพิมพ์Notes on Design and Inspection of Mass Production Engineering Workซึ่งเป็นงานแรกสุดเกี่ยวกับการกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต[ 1 ]ในปี พ.ศ. 2499 พาร์เกอร์ได้ตีพิมพ์Drawings and Dimensionsซึ่งกลายเป็นเอกสารอ้างอิงพื้นฐานในสาขานี้[ 1 ]

แนวคิดพื้นฐาน

มิติ

มิติถูกกำหนดไว้ใน ASME Y14.5 ว่าเป็น "ค่าตัวเลขหรือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ในหน่วยวัดที่เหมาะสมซึ่งใช้ในการกำหนดรูปร่าง ขนาด การวางแนว หรือตำแหน่งของชิ้นส่วนหรือคุณลักษณะ" [ 2 ] : 3 มิติประเภทพิเศษ ได้แก่มิติพื้นฐาน (มิติที่แม่นยำตามทฤษฎี) และมิติอ้างอิง (มิติที่ใช้เพื่อแจ้งให้ทราบ ไม่ใช่เพื่อกำหนดคุณลักษณะหรือชิ้นส่วน)

หน่วยวัด

หน่วยวัดในแบบร่างที่ปฏิบัติตาม GD&T สามารถเลือกได้โดยผู้สร้างแบบร่าง โดยส่วนใหญ่แบบร่างจะถูกกำหนดมาตรฐานเป็นหน่วยเชิงเส้น SI มิลลิเมตร (ใช้สัญลักษณ์ "มม.") หรือหน่วยเชิงเส้นตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกา นิ้วทศนิยม (ใช้สัญลักษณ์ "นิ้ว") ขนาดสามารถมีเพียงตัวเลขโดยไม่มีหน่วยได้ หากขนาดทั้งหมดมีหน่วยเดียวกัน และมีหมายเหตุในแบบร่างที่ระบุหน่วยไว้อย่างชัดเจน[ 2 ] : 8

ขนาดเชิงมุมสามารถแสดงได้ในหน่วยองศาทศนิยม หรือองศา นาที และวินาที

ค่าความคลาดเคลื่อน

ทุกส่วนประกอบในชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นนั้นย่อมมีความแปรผันได้ ดังนั้นจึงต้องระบุขอบเขตความแปรผันที่ยอมรับได้ ค่าความคลาดเคลื่อนสามารถแสดงได้โดยตรงบนมิติโดยใช้ขีดจำกัด ค่าความคลาดเคลื่อนบวก/ลบ หรือค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต หรืออาจแสดงโดยอ้อมในบล็อกค่าความคลาดเคลื่อน หมายเหตุ หรือตารางก็ได้

ค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตจะถูกอธิบายโดยกรอบควบคุมคุณลักษณะซึ่งเป็นกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าบนแบบร่างที่ระบุประเภทของการควบคุมทางเรขาคณิต ค่าความคลาดเคลื่อน ตัวปรับแต่ง และ/หรือจุดอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะนั้นประเภทของค่าความคลาดเคลื่อนที่ใช้กับสัญลักษณ์ในกรอบควบคุมคุณลักษณะอาจเป็นดังนี้:

  1. เท่าเทียมกันแบบทวิภาคี
  2. ความไม่เท่าเทียมกันแบบทวิภาคี
  3. ฝ่ายเดียว
  4. ไม่มีการกระจายตัวที่แน่นอน (เป็นโซน "ลอยตัว")

ค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับสัญลักษณ์รูปทรงนั้นเท่ากันทั้งสองด้าน เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น และสำหรับสัญลักษณ์ตำแหน่ง ค่าความคลาดเคลื่อนจะเท่ากันทั้งสองด้านเสมอ ตัวอย่างเช่น ตำแหน่งของรูมีค่าความคลาดเคลื่อน 0.020 นิ้ว ซึ่งหมายความว่ารูสามารถเคลื่อนที่ได้ ±0.010 นิ้ว ซึ่งเป็นค่าความคลาดเคลื่อนเท่ากันทั้งสองด้าน ไม่ได้หมายความว่ารูสามารถเคลื่อนที่ได้ +0.015/−0.005 นิ้ว ซึ่งเป็นค่าความคลาดเคลื่อนไม่เท่ากันทั้งสองด้าน ค่าความคลาดเคลื่อนไม่เท่ากันทั้งสองด้านและด้านเดียวสำหรับรูปทรงจะระบุโดยการเพิ่มข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่านี่คือสิ่งที่ต้องการ

ระบบพิกัดและข้อมูลอ้างอิงพิกัด

ข้อมูลอ้างอิงคือระนาบ เส้น จุด หรือแกนที่แม่นยำตามทฤษฎี[ 2 ] : 3 คุณลักษณะข้อมูลอ้างอิงคือคุณลักษณะทางกายภาพของชิ้นส่วนที่ระบุโดยสัญลักษณ์คุณลักษณะข้อมูลอ้างอิงและสามเหลี่ยมคุณลักษณะข้อมูลอ้างอิง ที่สอดคล้องกัน เช่น

จากนั้นจะมีการอ้างอิงถึงชิ้นส่วนเหล่านี้ด้วย "จุดอ้างอิง" อย่างน้อยหนึ่งจุด ซึ่งระบุถึงการวัดที่ควรดำเนินการโดยอ้างอิงจากคุณลักษณะอ้างอิงที่เกี่ยวข้อง กรอบอ้างอิงสามารถอธิบายได้ว่าชิ้นส่วนนั้นเข้าที่หรือทำงานอย่างไร

วัตถุประสงค์และกฎเกณฑ์

วัตถุประสงค์ของ GD&T คือการอธิบายเจตนาทางวิศวกรรมของชิ้นส่วนและชุดประกอบ[ 2 ] GD&T สามารถกำหนดข้อกำหนดด้านมิติสำหรับชิ้นส่วนได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น โดยอนุญาตให้มีโซนความคลาดเคลื่อนมากกว่าการกำหนดขนาดแบบพิกัด (หรือเชิงเส้น) มากกว่า 50% ในบางกรณี การประยุกต์ใช้ GD&T อย่างเหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนที่กำหนดไว้ในแบบร่างมีรูปร่าง ขนาดพอดี (ภายในขอบเขตที่กำหนด) และฟังก์ชันการทำงานตามที่ต้องการด้วยความคลาดเคลื่อนสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ GD&T สามารถเพิ่มคุณภาพและลดต้นทุนไปพร้อมๆ กันได้ด้วยความสามารถในการผลิต

ตามมาตรฐานASME Y14.5 กฎพื้นฐานของ GD&T มีดังต่อไปนี้[ 2 ] : 7–8

  1. ขนาดทุกขนาดต้องมีค่าความคลาดเคลื่อน ค่าความคลาดเคลื่อนบวกและลบอาจถูกกำหนดให้กับขนาดโดยตรง หรือกำหนดจากบล็อกค่าความคลาดเคลื่อนทั่วไปหรือหมายเหตุทั่วไป สำหรับขนาดพื้นฐาน ค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตจะถูกกำหนดโดยอ้อมในกรอบควบคุมคุณลักษณะที่เกี่ยวข้อง ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือขนาดที่ระบุว่าเป็นค่าต่ำสุด ค่าสูงสุด ขนาดมาตรฐาน หรือขนาดอ้างอิง
  2. ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนจะต้องระบุรายละเอียดของแต่ละชิ้นส่วนอย่างครบถ้วน การวัดโดยตรงจากแบบหรือการคาดเดาขนาดไม่ได้รับอนุญาต ยกเว้นในกรณีพิเศษที่ไม่มีการระบุขนาดในแบบ
  3. ภาพวาดควรมีขนาดขั้นต่ำที่จำเป็นต่อการกำหนดรายละเอียดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอย่างครบถ้วน ควรลดการใช้ขนาดอ้างอิงให้น้อยที่สุด
  4. ควรระบุขนาดให้กับส่วนประกอบต่างๆ และจัดเรียงให้แสดงถึงหน้าที่และความสัมพันธ์ในการประกอบของชิ้นส่วนนั้นๆ ควรมีวิธีการตีความขนาดเพียงวิธีเดียวเท่านั้น
  5. ควรกำหนดรูปทรงของชิ้นส่วนโดยไม่ต้องระบุวิธีการผลิตอย่างชัดเจน
  6. หากจำเป็นต้องทราบขนาดในระหว่างกระบวนการผลิต แต่ไม่จำเป็นต้องทราบรูปทรงสุดท้าย (เนื่องจากการหดตัวหรือสาเหตุอื่นๆ) ควรระบุว่าไม่จำเป็นต้องระบุ
  7. ควรจัดเรียงขนาดเพื่อให้สามารถอ่านได้ง่ายที่สุด และควรนำไปใช้กับเส้นที่มองเห็นได้ในแบบรูปทรงจริง
  8. เมื่อรูปทรงเรขาคณิตถูกควบคุมโดยขนาดเกจหรือรหัส (เช่น วัสดุมาตรฐาน) จะต้องระบุขนาดพร้อมกับหมายเลขเกจหรือรหัสไว้ในวงเล็บต่อท้ายขนาดด้วย
  9. โดยทั่วไปจะถือว่ามุมเป็น 90° เมื่อเส้นต่างๆ (รวมถึงเส้นกึ่งกลาง) ถูกแสดงเป็นมุมฉาก แต่ไม่ได้ระบุค่ามุมไว้
  10. โดยทั่วไปจะถือว่ามุมพื้นฐานคือ 90° ในกรณีที่เส้นกึ่งกลางขององค์ประกอบในลวดลายหรือพื้นผิวที่แสดงเป็นมุมฉากในภาพวาดออร์โธกราฟิก 2 มิติ ตั้งอยู่หรือถูกกำหนดโดยมิติพื้นฐาน และไม่ได้ระบุค่ามุมไว้
  11. โดยทั่วไปจะถือว่ามิติพื้นฐานเป็นศูนย์ในกรณีที่แกน ระนาบศูนย์กลาง หรือพื้นผิวปรากฏทับซ้อนกันในแบบร่าง และความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะต่างๆ จะถูกกำหนดโดยค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต
  12. ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนที่ระบุไว้มีผลบังคับใช้ที่อุณหภูมิ 20 °C (68 °F) และความดัน 101.3 kPa (14.69 psi) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น
  13. เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนจะใช้ได้เฉพาะในสภาวะอิสระเท่านั้น
  14. หากไม่ได้ระบุไว้เป็นอย่างอื่น ค่าความคลาดเคลื่อนจะใช้กับความยาว ความกว้าง และความลึกทั้งหมดของชิ้นส่วนนั้น
  15. ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนใช้ได้เฉพาะในระดับแบบร่างที่ระบุไว้เท่านั้น ไม่จำเป็นต้องใช้ในระดับอื่น (เช่น แบบร่างประกอบ)
  16. ระบบพิกัดที่แสดงในแบบร่างควรเป็นระบบมือขวา แกนแต่ละแกนควรมีป้ายกำกับ และควรแสดงทิศทางบวกด้วย

สัญลักษณ์

รายการลักษณะทางเรขาคณิต

แผนภูมิอ้างอิงลักษณะทางเรขาคณิต[ 2 ]
แอปพลิเคชัน ประเภทของการควบคุม ลักษณะเฉพาะ เครื่องหมาย อักขระ ยูนิโค้ดคุณลักษณะที่เกี่ยวข้อง สภาวะเสมือนจริงได้รับผลกระทบ ข้อมูลอ้างอิง แก้ไขโดย ได้รับผลกระทบจาก
พื้นผิว ขนาด โบนัสกะ
คุณลักษณะเฉพาะ รูปร่าง ความตรง
U +23E4ใช่ ใช่ ขนาด[ a ]เลขที่ ขนาด[ a ]ไม่[][ d ]เลขที่
ความเรียบ[ 3 ]
U +23E5ใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ไม่[]เลขที่ เลขที่
ความเป็นวงกลม[ 3 ]
U +25CBใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ไม่[]เลขที่ เลขที่
ทรงกระบอก
U +232Dใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ไม่[]เลขที่ เลขที่
คุณลักษณะเฉพาะหรือที่เกี่ยวข้อง ประวัติโดยย่อ โปรไฟล์ของเส้น
U +2312ใช่ เลขที่ เลขที่ ใช่[ e ]เลขที่ ไม่[]เลขที่ ข้อมูล, [ b ]
โปรไฟล์ของพื้นผิว
U +2313ใช่ เลขที่ เลขที่ ใช่[ e ]เลขที่ ไม่[]เลขที่ ข้อมูล, [ b ]
คุณสมบัติที่เกี่ยวข้อง ปฐมนิเทศ ความตั้งฉาก
U +27C2ใช่ ใช่ ขนาด[ a ]ใช่ ขนาด[ a ]ไม่[][ d ]ข้อมูล, [ b ]
ความเหลี่ยม
U +2220ใช่ ใช่ ขนาด[ a ]ใช่ ขนาด[ a ]ไม่[][ d ]ข้อมูล, [ b ]
ความขนาน
U +2225ใช่ ใช่ ขนาด[ a ]ใช่ ขนาด[ a ]ไม่[][ d ]ข้อมูล, [ b ]
ที่ตั้ง สมมาตร[ f ] [ g ]
U +232Fเลขที่ ใช่ ใช่ ใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่
ตำแหน่ง
U +2316เลขที่ ใช่ ใช่ ใช่ ใช่ ใช่ [ d ]ข้อมูล, [ b ]
ความเป็นศูนย์กลาง[ f ]
U +25CEเลขที่ ใช่ ใช่ ใช่ เลขที่ ไม่[]เลขที่ เลขที่
วิ่งออกการวิ่งแบบวงกลม
U +2197ใช่ ใช่ ขนาด[ a ]ใช่ เลขที่ ไม่[]เลขที่ เลขที่
การวิ่งทั้งหมด
U +2330ใช่ ใช่ ขนาด[ a ]ใช่ เลขที่ ไม่[]เลขที่ เลขที่
  1. ^ a b c d e f g h i jเมื่อนำไปใช้กับคุณลักษณะที่มีขนาด .
  2. ^ a b c d e f gเมื่อมีการอ้างอิงคุณลักษณะข้อมูลที่มีขนาดด้วยตัวปรับเงื่อนไขวัสดุสูงสุด
  3. ^ a b c d e f g h i j k lโดยอัตโนมัติ[ b ]
  4. ^ a b c d eเมื่อใช้ตัวปรับสภาพวัสดุสูงสุด
  5. ^ a bสามารถใช้เป็นตัวควบคุมแบบฟอร์มได้โดยไม่ต้องอ้างอิงข้อมูล
  6. ^ a bในการแก้ไขปี 2018 ทั้งหลักการความเป็นศูนย์กลางและความสมมาตรถูกยกเลิกและไม่ได้รับการสนับสนุนอีกต่อไป
  7. ^คุณลักษณะของสัญลักษณ์สมมาตรไม่ได้รวมอยู่ในเวอร์ชันของแผนภูมิที่ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับแผนภูมินี้ สัญลักษณ์สมมาตรถูกถอดออกจากมาตรฐาน Y14.5M ประมาณปี 1982 และถูกนำกลับมาใช้ใหม่ประมาณปี 1994

รายการตัวปรับแต่ง

ตารางต่อไปนี้แสดงตัวปรับแต่ง (modifier) ​​ที่ใช้กันทั่วไปใน GD&T เพียงบางส่วนเท่านั้น ไม่ใช่รายการที่ครบถ้วนสมบูรณ์

สัญลักษณ์ที่ใช้ใน "กรอบควบคุมคุณลักษณะ" เพื่อระบุคำอธิบายคุณลักษณะ ค่าความคลาดเคลื่อน ตัวปรับแต่ง และจุดอ้างอิง
เครื่องหมาย อักขระยูนิโค้ดตัวดัดแปลง นิยาม[ 2 ] : 2–7 หมายเหตุ
U +24BBรัฐอิสระ "สภาวะของชิ้นส่วนที่ปราศจากแรงกระทำ"ใช้ได้เฉพาะในกรณีที่ส่วนใดส่วนหนึ่งถูกจำกัดไว้เป็นอย่างอื่น
U +24C1เงื่อนไขวัสดุน้อยที่สุด (LMC) "สภาวะที่ลักษณะขนาดมี ปริมาณวัสดุ น้อยที่สุดภายในขอบเขตขนาดที่กำหนด"มีประโยชน์ในการรักษาความหนาของผนังให้น้อยที่สุด
U +24C2เงื่อนไขวัสดุสูงสุด (MMC) "สภาวะที่ลักษณะเฉพาะของขนาดประกอบด้วย ปริมาณวัสดุ สูงสุดภายในขอบเขตขนาดที่กำหนด"ให้ค่าความคลาดเคลื่อนเพิ่มเติมเฉพาะสำหรับคุณลักษณะที่มีขนาดเท่านั้น
U +24C5เขตความคลาดเคลื่อนที่คาดการณ์ไว้มีประโยชน์สำหรับรูเกลียวสำหรับสลักเกลียวยาว
U +24C8โดยไม่คำนึงถึงขนาดของฟีเจอร์ (RFS) "บ่งชี้ว่าค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตนั้นใช้ได้กับทุกช่วงขนาดของขอบเขตการจับคู่จริงของชิ้นส่วนที่มีขนาด"ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของเวอร์ชันปี 1994 ดูย่อหน้า A5 ข้อ 3 และย่อหน้า D3 รวมถึงรูปที่ 3–8 ด้วย
U +24C9ระนาบสัมผัส "ระนาบที่สัมผัสกับจุดสูงสุดของพื้นผิวคุณลักษณะที่กำหนด"เหมาะสำหรับอินเทอร์เฟซที่ไม่จำเป็นต้องใช้ฟอร์ม
คุณสมบัติต่อเนื่อง ระบุ "กลุ่มของคุณลักษณะด้านขนาดที่มีข้อกำหนดว่าต้องได้รับการพิจารณาทางเรขาคณิตเสมือนเป็นคุณลักษณะด้านขนาดเดียว"ระบุกลุ่มของคุณลักษณะที่ควร "ได้รับการพิจารณาทางเรขาคณิตเสมือนเป็นคุณลักษณะเดียว"
ความคลาดเคลื่อนทางสถิติ ระบุว่าคุณลักษณะต่างๆ "จะต้องผลิตโดยใช้การควบคุมกระบวนการทางสถิติ"ปรากฏอยู่ในมาตรฐานฉบับปี 1994 โดยถือว่ามีการควบคุมกระบวนการทางสถิติที่เหมาะสม
U +24CAความไม่เท่าเทียมกันแบบทวิภาคี เพิ่มเข้ามาในมาตรฐานฉบับปี 2009 และหมายถึงการกระจายโปรไฟล์ที่ไม่เท่ากัน ตัวเลขหลังสัญลักษณ์นี้แสดงถึงค่าความคลาดเคลื่อนในทิศทาง "วัสดุบวก"

การรับรอง

สมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา (ASME) ให้การรับรองสองระดับ: [ 4 ]

  • ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยี GDTP คือการประเมินความสามารถของบุคคลในการทำความเข้าใจแบบร่างที่จัดทำขึ้นโดยใช้ภาษาการกำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต (Geometric Dimensioning & Tolerancing)
  • หลักสูตร GDTP ระดับสูง ซึ่งเป็นการวัดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสามารถของแต่ละบุคคลในการเลือกใช้การควบคุมทางเรขาคณิตที่เหมาะสม รวมถึงการนำไปใช้กับแบบร่างอย่างถูกต้อง

การรับรองมาตรฐาน ISO GPS เป็นเรื่องปกติในยุโรปและเอเชีย สามารถขอรับได้ผ่านหน่วยงานมาตรฐานท้องถิ่น เช่นDIN [ 5 ]

ผู้ให้บริการการรับรองอื่นๆ เช่น GD&T basics, GeoTol และExcedifyปฏิบัติตามแบบจำลองการรับรอง 3 ระดับ โดยปกติจะเริ่มต้นด้วยการอ่านแบบพิมพ์ GD&T essentials/fundamentals จากนั้น GD&T advanced/applied [ 6 ]นอกจากนี้ การรับรองเฉพาะทางสำหรับการตรวจสอบก็เป็นเรื่องปกติเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การรับรองทั้งหมดนั้นอิงตามแบบจำลอง ASME [ 6 ]

การแลกเปลี่ยนข้อมูล

การแลกเปลี่ยนข้อมูลการกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต (GD&T) ระหว่าง ระบบ CADสามารถทำได้ในระดับความแม่นยำที่แตกต่างกันเพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย:

  • ในยุคแรกเริ่มของ CAD นั้น เส้น ข้อความ และสัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลเท่านั้น จะถูกเขียนลงในไฟล์แลกเปลี่ยน ระบบที่รับข้อมูลสามารถแสดงผลบนหน้าจอหรือพิมพ์ออกมาได้ แต่มีเพียงมนุษย์เท่านั้นที่สามารถตีความได้
  • การนำเสนอข้อมูล GD&T : ในระดับที่สูงขึ้นไปอีกขั้น ข้อมูลการนำเสนอจะได้รับการปรับปรุงโดยการจัดกลุ่มเข้าด้วยกันเป็นคำอธิบายประกอบสำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ เช่นคำอธิบายประกอบคุณลักษณะอ้างอิงและกรอบอ้างอิงอ้างอิงนอกจากนี้ยังมีข้อมูลว่าเส้นโค้งใดในไฟล์เป็นเส้นโค้งนำ เส้นโค้งฉาย หรือเส้นโค้งกำหนดขนาด และเส้นโค้งใดที่ใช้ในการสร้างรูปร่างของผลิตภัณฑ์
  • การแสดงผล GD&T : แตกต่างจากการนำเสนอ GD&T ทั่วไป การแสดงผล GD&T ไม่ได้เกี่ยวข้องกับวิธีการนำเสนอข้อมูลแก่ผู้ใช้ แต่เกี่ยวข้องเฉพาะกับองค์ประกอบใดของรูปทรงผลิตภัณฑ์ที่มีคุณลักษณะ GD&T ใดบ้าง ระบบที่รองรับการแสดงผล GD&T อาจแสดงข้อมูล GD&T ในแผนผังและกล่องโต้ตอบอื่นๆ และอนุญาตให้ผู้ใช้เลือกและไฮไลต์คุณลักษณะที่เกี่ยวข้องบนรูปทรงของผลิตภัณฑ์ ทั้งแบบ 2 มิติและ 3 มิติได้โดยตรง
  • โดยหลักการแล้ว ทั้งรูปแบบการนำเสนอและการแสดงผลของ GD&T ควรมีอยู่ในไฟล์แลกเปลี่ยนข้อมูลและเชื่อมโยงกัน จากนั้นระบบที่รับข้อมูลจะสามารถอนุญาตให้ผู้ใช้เลือกคำอธิบาย GD&T และไฮไลต์คุณลักษณะที่เกี่ยวข้องบนรูปทรงของผลิตภัณฑ์ได้
  • การพัฒนาการแสดงผล GD&T ให้ดียิ่งขึ้นคือการกำหนดภาษาที่เป็นทางการสำหรับ GD&T (คล้ายกับภาษาโปรแกรม) ซึ่งมีกฎและข้อจำกัดในตัวสำหรับการใช้งาน GD&T อย่างถูกต้อง นี่เป็นหัวข้อที่ยังอยู่ในระหว่างการวิจัย (ดูการอ้างอิงถึง McCaleb และ ISO 10303-1666 ด้านล่าง)
  • การตรวจสอบความถูกต้องของ GD&T : โดยอาศัยข้อมูลการแสดงผล GD&T (แต่ไม่ใช่การนำเสนอ GD&T โดยตรง) และรูปร่างของผลิตภัณฑ์ในรูปแบบที่ใช้งานได้จริง (เช่นการแสดงขอบเขต ) สามารถตรวจสอบความสมบูรณ์และความสอดคล้องของข้อมูล GD&T ได้ ซอฟต์แวร์ FBTol จากโรงงาน Kansas Cityน่าจะเป็นซอฟต์แวร์แรกในด้านนี้
  • ข้อมูลการแสดงผล GD&T ยังสามารถนำไปใช้ในการวางแผนการผลิตและการคำนวณต้นทุนชิ้นส่วนโดยใช้ซอฟต์แวร์ช่วยได้อีกด้วย ดู ISO 10303-224 และ 238 ด้านล่าง

เอกสารและมาตรฐาน

เอกสารทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์ ISO TC 10

  • แบบเขียนทางเทคนิค ISO 129 – การระบุขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน
  • สัญลักษณ์ ISO 7083 สำหรับการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต – สัดส่วนและมิติ
  • มาตรฐาน ISO 13715 แบบร่างทางเทคนิค – ขอบรูปทรงไม่แน่นอน – คำศัพท์และข้อบ่งชี้
  • ISO 15786 การแสดงและการกำหนดขนาดของรูอย่างง่าย
  • ISO 16792:2021 เอกสารข้อมูลทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์—แนวปฏิบัติเกี่ยวกับข้อมูลคำจำกัดความผลิตภัณฑ์ดิจิทัล (หมายเหตุ: ISO 16792:2006 ดัดแปลงมาจาก ASME Y14.41-2003 โดยได้รับอนุญาตจาก ASME)

ISO/TC 213 ข้อกำหนดและการตรวจสอบมิติและรูปทรงเรขาคณิตของผลิตภัณฑ์

ในมาตรฐาน ISO/TR 14638 GPS – Masterplanได้มีการกำหนดความแตกต่างระหว่างมาตรฐาน GPS พื้นฐาน มาตรฐานสากล มาตรฐานทั่วไป และมาตรฐานเสริม

  • มาตรฐานพื้นฐานของ GPS
    • แนวคิด หลักการ และกฎเกณฑ์ของ ISO 8015
  • มาตรฐาน GPS ทั่วโลก
    • คุณลักษณะทางเรขาคณิต ISO 14660-1
    • ISO/TS 17 การวางแนวและตำแหน่งที่ตั้ง
    • มาตรฐาน ISO 1101 การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต – ค่าความคลาดเคลื่อนของรูปทรง การวางแนว ตำแหน่ง และการเบี่ยงเบน
      • การแก้ไขเพิ่มเติมข้อที่ 1 การนำเสนอรายละเอียดทางเทคนิคในรูปแบบโมเดล 3 มิติ
    • มาตรฐาน ISO 1119 ชุดความเรียวแบบกรวยและมุมเรียว
    • ISO 2692 การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต – ข้อกำหนดวัสดุสูงสุด (MMR), ข้อกำหนดวัสดุต่ำสุด (LMR) และข้อกำหนดการแลกเปลี่ยน (RPR)
    • มาตรฐาน ISO 3040 การกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน – รูปทรงกรวย
    • ISO 5458 การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต – การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนเชิงตำแหน่ง
    • ISO 5459 การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต – จุดอ้างอิงและระบบจุดอ้างอิง
    • ISO 10578 การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของทิศทางและตำแหน่ง – โซนความคลาดเคลื่อนที่คาดการณ์ไว้
    • ISO 10579 การกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน – ชิ้นส่วนที่ไม่แข็งตัว
    • การสกัด ISO 14406
    • คุณลักษณะ ISO 22432 ที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติและการตรวจสอบ
  • มาตรฐาน GPS ทั่วไป: ลักษณะพื้นผิวแบบพื้นที่และแบบโปรไฟล์
    • ISO 1302 การระบุลักษณะพื้นผิวในเอกสารทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์
    • ISO 3274 พื้นผิว: วิธีการวัดโปรไฟล์ – คุณลักษณะโดยประมาณของเครื่องมือสัมผัส (สไตลัส)
    • ISO 4287 ลักษณะพื้นผิว: วิธีการวัดโปรไฟล์ – คำศัพท์ คำจำกัดความ และพารามิเตอร์ลักษณะพื้นผิว
    • มาตรฐาน ISO 4288 ลักษณะพื้นผิว: วิธีการวัดแบบโปรไฟล์ – กฎและขั้นตอนสำหรับการประเมินลักษณะพื้นผิว
    • มาตรฐาน ISO 8785 ข้อบกพร่องบนพื้นผิว – คำศัพท์ คำจำกัดความ และพารามิเตอร์
    • รูปแบบของพื้นผิวที่ไม่ขึ้นกับจุดอ้างอิงหรือระบบอ้างอิง แต่ละแบบมีส่วนที่ 1 สำหรับคำศัพท์และพารามิเตอร์และส่วนที่ 2 สำหรับตัวดำเนินการกำหนดคุณสมบัติ :
      • ค่า ความทรงกระบอก ISO 12180
      • มาตรฐาน ISO 12181 ความกลม
      • ความตรงตามมาตรฐาน ISO 12780
      • ความเรียบตามมาตรฐาน ISO 12781
    • ISO 25178 พื้นผิว: พื้นที่
  • มาตรฐาน GPS ทั่วไป: เทคนิคการสกัดและการกรอง
    • การกรองตามมาตรฐาน ISO/TS 1661
    • ISO 11562 พื้นผิว: วิธีการวัดโปรไฟล์ – คุณลักษณะทางมาตรวิทยาของตัวกรองแก้ไขเฟส
    • มาตรฐาน ISO 12085 พื้นผิว: วิธีการกำหนดลักษณะพื้นผิว – พารามิเตอร์ของลวดลาย
    • วิธีการวัดโปรไฟล์ ISO 13565 ; พื้นผิวที่มีคุณสมบัติเชิงฟังก์ชันแบบแบ่งชั้น

มาตรฐาน ASME

  • แนวปฏิบัติเกี่ยวกับข้อมูลการกำหนดผลิตภัณฑ์ดิจิทัลตามมาตรฐานASME Y14.41
  • การกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนตามมาตรฐานASME Y14.5
  • ASME Y14.5.1M นิยามทางคณิตศาสตร์ของหลักการกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน

นอกจากนี้ ASME ยังกำลังดำเนินการแปลมาตรฐาน ASME Y14.5 – มาตรฐานการกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน เป็นภาษาสเปนอีกด้วย

มาตรฐาน GD&T สำหรับการแลกเปลี่ยนและการบูรณาการข้อมูล

  • ISO 10303 ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการบูรณาการ – การแสดงและการแลกเปลี่ยนข้อมูลผลิตภัณฑ์
    • ISO 10303-47 แหล่งข้อมูลทั่วไปแบบบูรณาการ: ค่าความคลาดเคลื่อนของการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง
    • โมดูลการใช้งาน ISO/TS 10303-1130 : องค์ประกอบรูปทรงที่ได้มา
    • โมดูลการใช้งาน ISO/TS 10303-1050 : ความคลาดเคลื่อนของขนาด
    • โมดูลการใช้งานISO/TS 10303-1051 : ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต
    • โมดูลการใช้งาน ISO/TS 10303-1052 : ค่าความคลาดเคลื่อนเริ่มต้น
    • โมดูลการใช้งาน ISO/TS 10303-1666 : ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตแบบขยาย
    • มาตรฐาน ISO 10303-203 โปรโตคอลการใช้งาน: การออกแบบ 3 มิติแบบควบคุมการกำหนดค่าของชิ้นส่วนและชุดประกอบทางกล
    • โปรโตคอลการประยุกต์ใช้ ISO 10303-210 : การประกอบ การเชื่อมต่อ และการออกแบบบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
    • โปรโตคอลการใช้งาน ISO 10303-214 : ข้อมูลหลักสำหรับกระบวนการออกแบบทางกลของยานยนต์
    • โปรโตคอลการประยุกต์ใช้ ISO 10303-224 : การกำหนดนิยามผลิตภัณฑ์เชิงกลสำหรับการวางแผนกระบวนการโดยใช้คุณลักษณะการตัดเฉือน
    • มาตรฐาน ISO 10303-238 โปรโตคอลการใช้งาน: แบบจำลองการตีความการใช้งานสำหรับตัวควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (STEP-NC)
    • โปรโตคอลการใช้งาน ISO 10303-242 : วิศวกรรม 3 มิติแบบจำลองที่จัดการได้

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • McCaleb, Michael R. (1999). "แบบจำลองข้อมูลเชิงแนวคิดของระบบข้อมูล"วารสารวิจัยของสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ 104 ( 4): 349– 400. doi : 10.6028/jres.104.024 . PMC  4880403 .
  • เฮนโซลด์, จอร์จ (2006). การกำหนดขนาดและพิกัดความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตสำหรับการออกแบบ การผลิต และการตรวจสอบ (ฉบับที่ 2). อ็อกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร: เอลเซเวียร์. ISBN 978-0750667388.
  • Srinivasan, Vijay (2008). "การกำหนดมาตรฐานสำหรับข้อกำหนด การตรวจสอบ และการแลกเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของผลิตภัณฑ์: การวิจัย สถานะ และแนวโน้ม" การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย 40 ( 7): 738– 49. doi : 10.1016/j.cad.2007.06.006 .
  • Drake, Jr., Paul J. (1999). คู่มือการกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน . นิวยอร์ก: McGraw-Hill. ISBN 978-0070181311.
  • นอยมันน์, สก็อตต์; นอยมันน์, อัล (2009). GeoTol Pro: คู่มือปฏิบัติเกี่ยวกับการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตตามมาตรฐาน ASME Y14.5-2009 . เดียร์บอร์น, มิชิแกน: สมาคมวิศวกรการผลิต. ISBN 978-0-87263-865-5.
  • Bramble, Kelly L. (2009). ขอบเขตทางเรขาคณิต II, คู่มือปฏิบัติสำหรับการตีความและการประยุกต์ใช้ ASME Y14.5-2009 . Engineers Edge.
  • วิลสัน, บรูซ เอ. (2005). การกำหนดขนาดและการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนในการออกแบบ . สหรัฐอเมริกา: กู๊ดฮาร์ท-วิลค็อกซ์. หน้า 275. ISBN 978-1-59070-328-1.
  • ค่าความคลาดเคลื่อนทั่วไปสำหรับขนาดเชิงเส้นและเชิงมุมตามมาตรฐาน ISO 2768
  • GD&T คืออะไร
  • ความสำคัญของ GD&T
  • สัญลักษณ์และคำจำกัดความของ GD&T
  • คำศัพท์และคำจำกัดความของ GD&T ( เก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 กันยายน 2008 ที่Wayback Machine)
  • GDT: บทนำ
  • การรับรองมาตรฐาน ASME
  • การเปลี่ยนแปลงและการเพิ่มเติมในมาตรฐาน ASME Y14.5M
  • โครงการทดสอบการตรวจสอบและรับรองความสอดคล้อง NIST MBE PMIทดสอบการใช้งาน GD&T ในซอฟต์แวร์ CAD
  • โปรแกรมวิเคราะห์และดูไฟล์ STEP - วิเคราะห์ GD&T ในไฟล์ STEP
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geometric_dimensioning_and_tolerancing&oldid=1352096202 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต

ระบบ การกำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต ( GD&T ) คือระบบสำหรับการกำหนดและสื่อสาร ความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรม ผ่าน ภาษาเชิงสัญลักษณ์ บน แบบเขียนทางวิศวกรรม และ แบบจำลอง 3...

ต้นทาง

ที่มาของ GD&T นั้นได้รับการยกย่องให้แก่ สแตนลีย์ พาร์คเกอร์ ผู้พัฒนาแนวคิดเรื่อง "ตำแหน่งที่แท้จริง" แม้ว่าจะไม่ค่อยมีข้อมูลเกี่ยวกับชีวิตของพาร์คเกอร์มากนัก แต่ก็เป็นที่ทราบกันว่าเขาทำงานอยู่ที่โรงงานผลิตตอร์ปิโดหลวงใน เมืองอเล็กซานเดรีย...

มิติ

มิติถูกกำหนดไว้ใน ASME Y14.5 ว่าเป็น "ค่าตัวเลขหรือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ในหน่วยวัดที่เหมาะสมซึ่งใช้ในการกำหนดรูปร่าง ขนาด การวางแนว หรือตำแหน่งของชิ้นส่วนหรือคุณลักษณะ" [ 2 ] : 3 มิติประเภทพิเศษ ได้แก่ มิติพื้นฐาน (มิติที่แม่นยำตามทฤษฎี) และ มิติอ้างอิง...

หน่วยวัด

หน่วยวัดในแบบร่างที่ปฏิบัติตาม GD&T สามารถเลือกได้โดยผู้สร้างแบบร่าง โดยส่วนใหญ่แบบร่างจะถูกกำหนดมาตรฐานเป็นหน่วยเชิงเส้น SI มิลลิเมตร (ใช้สัญลักษณ์ "มม.