GD & T

**soheiiil** · 14 مرداد، ۱۳۹۰

اندازه ها و تلرانسهاي هندسي يك زبان مهندسي بين المللي است كه در نقشه هاي مهندسي به منظور شرح محصول درسه جهت مختصاتي به كار مي روند وتعريفي مختصر و كوتاه را از هدف طرح ارائه مي نمايند.مفهوم و تصور كلي تلرانس گذاري علم نسبتاً جديدي است . از سال 1900 به بعد تلرانس گذاري برروي نقشه ها اعمال گرديد و قبل از آن هر قطعه اي به طور دقيق و كامل ساخته مي شد و چنانچه قطعات تكميل نمي شدند و يا هماهنگي ابعادي با يكديگر نداشتند به صورت دستي تصحيح مي شدند و كارگران به عنوان استاد كار مشغول به كار بودند.با گذشت زمان دیده شد كه قطعات همواره نيازمند دقت بالايي نمي باشند و مي توان تا حدودي تغيير را در ابعاد قطعات لحاظ نمود. اين مطلب در رابطه با نقشه ها نيز درست بود و بدين ترتيب سيستم مختصات تلرانسي كه امروزه براي ما شناخته شده مي باشد به وجودآمد.اين سيستم مختصاتي تا سال 1900 به صورتي كاملاً مؤثر فعاليت نمود. درآن سال فردي به نام استنلي پاركر (Stanly Parker) از كارخانه رويال تورپدو (Royal Torpedo) در اسكاتلند سيستم تلرانس مكاني را معرفي نمود. اين سيستم بيش از نواحي مربعي سنتي، حالاتي را براي نواحي تلرانسي مدور فراهم نموده است اين ايده در سال 1940 به امريكا واردشده و مورداستفاده قرارگرفته و نهايتاً با استاندارد نظامي M1L-STD-8 ادغام گرديد.

اين سيستم از طريق نسخه هاي 8C, 8B, 8A گسترش يافت و اولين استاندارد امريكايي به نام ANSI Y14.5 در سال 1966 ارائه گرديد و در قراردادهاي نظامي مورد استفاده قرارگرفت. در سال 1973 اين استاندارد از بين رفت و سيستم هندسي توسعه يافت وبه طور كامل به علائم تبديل شد.

استاندارد نهايي كه در حال حاضر نيز به آن استناد مي شود استاندارد ANSI Y14.5 مي باشد كه در سال 1982 جمع آوري شده و وضعيت تلرانسها را منعكس نموده و توسط 75 تا 80 درصد تمام شركتهاي عمده در ايالات متحده مورد استفاده قرار گرفته، همچنين براي قراردادهاي نظامي به صورت مدرك شناخته شده اي استفاده می‌شود.

تلرانس و ابعادگذاري هندسي در طول 45 سال گذشته به طور گسترده اي رشد نموده و بدون شك به عنوان گسترده ترين سيستم پذيرفته شده براي تلرانس گذاري و ابعاد در ايالات متحده و جهان مورد استفاده مي باشد.

با استفاده ازGD & T ضايعات در توليد به حداقل رسيده و در نتيجه هزينة ساخت به ميزان قابل توجه ای کاهش می يابد.

اين سيستم نه تنها دقت عملکرد را در قطعات افزايش می دهد بلکه شکل ظاهری قطعات را نيز اصلاح می‌کند. در ضمن تلرانسهای هندسی معمولاً به صورتی در نظر گرفته می شوند که هر چند ممکن است قطعات خوب رد شوند ولی هيچگاه قطعات ناصحيح پذيرفته نمی شوند.

در بخش ساخت و توليد، اندازه‌گذاري و تلرانس‌دهي هندسي (GD&T) براي بسياري موضوع جديدي محسوب مي‌شود. در طي جنگ جهاني دوم، آمريکا قطعات يدکي مورد استفاده در جنگ را در مقياس وسيع توليد و صادر مي‌کرد. بسياري از اين قطعات بر اساس مشخصات مورد نظر ساخته شده بودند، اما قابل مونتاژ نبودند. توليد قطعاتي که به درستي در جاي خود مونتاژ نمي‌شد و عملکرد خوبي نداشت به مشکل بزرگي براي ارتش تبديل شده بود، زيرا زندگي سربازان به عملکرد درست تجهيزات بستگي داشت. بعد از جنگ، يک کميته با هزينه و صرف وقت زياد و با کمک دولت، صنعت و مراکز آموزشي، به بررسي مشکل قطعات خراب پرداخت. اين گروه مي‌خواست راهي بيابد تا قطعات به درستي در جاي خود نصب شود و هميشه عملکرد مناسبي داشته باشد. نتيجه اين بررسي و تحقيقات، منجر به پيدايش GD&T شد.

نهايتا، مستند USASI Y14.5-1996 ( موسسه استاندارد ايالات متحده امريکا- که اکنون موسسه ملي استاندارد امريکا ناميده مي‌شود) بر اساس استانداردهاي قبلي و تجربيات صنعتي موجود تدوين شد. بازنگريهاي بعدي بر روي اين استاندارد از قرار زير است:

ANSIY14.5–1973 موسسه استاندارد ملي امريکا
ANSIY14.5M–1982
ASMEY14.5M–1994 انجمن مهندسان مکانيک امريکا

هم اکنون بازنگري 1994 به عنوان مدرک معتبر تشريح استفاده درست از GD&T مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

بيشتر پيمانکاران دولتي ملزم هستند نقشه‌هايي با سيستم تلرانس‌گذاري GD&T تحويل دهند. بخاطر نياز به تلرانس‌گذاري بسته‌تر، زمان کوتاه‌تر توليد، و نياز به بيان دقيق‌تر خواسته‌هاي طراحي، اکنون به غير از تامين‌کنندگان تجهيزات نظامي، بسياري از شرکتهاي ديگر نيز به اهميت تلرانس‌گذاري نقشه‌ها با سيستم GD&T آگاه شده‌اند.

روش تلرانس‌گذاري مرسوم از اواسط سده 1800 مورد استفاده بوده است. اين روشها براي اندازه‌گذاري و تلرانس‌دهي فيچر‌هاي اندازه‌دار خوب عمل مي‌کنند و هنوز نيز در همان حدود کارايي مورد استفاده هستند، اما براي موقعيت دهي و جهت‌دهي فيچر‌هاي اندازه دار خيلي ضعيف هستند. GR&T خصوصا براي موقعيت‌دهي و جهت‌دهي فيچر‌هاي اندازه‌دار و بسياري از کاربردهاي تلرانس‌گذاري ديگر لستفاده مي‌شود. تلرانس‌گذاري با GD&T نسبت به روش مرسوم تلرانس‌گذاري مزيتهاي مهمي دارد که در اين مقدمه سه مزيت مهم را مورد بررسي قرار خواهيم داد.

هدف از اين مقدمه اين است که آشنايي مقدماتي نسبت به GD&T ، هدف توسعه آن، موارد مورد استفاده آن و مزاياي آن نسبت به روش‌هاي مرسوم براي شما ايجاد کند. با اين آگاهي نسبت به GD&T، کساني که درگير کارهاي فني هستند مي‌توانند با آگاهي و بينش بهتري مهارت تلرانس‌گذاري با استفاده از GD&T را فرا بگيرند. با اين مهارت جديد، آنها دانش بهتري نسبت به اينکه قطعات چگونه مونتاژ مي‌شوند خواهند داشت و بهتر مي‌توانند اهداف و درخواست‌هاي مورد نظر خود در طراحي را به سازنده منتقل کنند و خواهند توانست نقش موثرتري در بهبود کيفي محصولات شرکت خود بردارند.

بعد از مطالعه کامل مطالب اين مقدمه خواهيد توانست:

GD&T را بطور کامل تعريف کنيد.
توضيح دهيد چه زماني از GD&T استفاده مي‌کنيم.
سه مزيت GD&T را نسبت به روش تلرانس‌دهي مختصاتي شرح دهي

از اواسط قرن نوزدهم، صنایع از سیستم تلرانسی مثبت و منفی برای تلرانس‌گذاری نقشه‌ها استفاده می‌کرده‌اند. این سیستم محدودیت‌هایی دارد:

سیستم تلرانسی مثبت و منفی نواحی تلرانسی مربعی ایجاد می‌کند. یک ناحیه تلرانسی، مشابه مثال شکل 1-1، مرزی است که محور فیچری که در حد تلرانس‌ است باید درون آن ناحیه واقع باشد. نواحی تلرانسی مربعی، فاصله یکسانی از مرکز تا لبه بیرونی ندارند. در شکل 1-1، از چپ تا راست و از بالا تا پایین، مقدار تلرانس ±.005 است، اما در امتداد قطرها، مقدار تلرانس ±.007 است. بنابر این، وقتی طراحان قصد دارند که به فیچر‌ها به میزان ±.005 تلرانس دهند، باید به گونه‌ای طراحی که کنند که تلرانس قطعات مجاور تا تلرانس ±.007 که در امتداد قطر ناحیه تلرانسی وجود دارد، قابل قبول باشد.

براي بسياري از طراحان اين سوال مطرح است که در چه شرايطي بايد از GD&T استفاده کنند. از آنجا که GD&T از ابتدا برای موقعیت دهی فیچر‌های اندازه‌دار طراحی شده بود، ساده‌ترین پاسخ این است که برای موقعیت‌دهی فیچرهای اندازه‌دار از کنترل‌های GD&T استفاده می‌کنیم. طراحان باید قطعات را با GD&T تلرانس‌دهی کنند زمانی که می‌خواهند:

می‌خواهند ایده مورد نظر در طراحی با تفسیر نقشه یکسان باشد.

عملکرد یا قابلیت تعویض قطعات بحرانی است.

جلوگیری از مردود شدن قطعات قابل استفاده مهم باشد.

جلوگیری از تغییرات نقشه مهم است.

تجهیزات خودکار استفاده می‌شود.

به اندازه‌گیری‌های عملکردی نیاز است.

افزایش قابلیت تولید مهم است.

شر‌کت‌ها می‌خواهند صرفه‌جویی همه جانبه داشته باشند.

GD&T يک زبان نمادين است. از اين زبان براي تعيين اندازه، شکل، فرم، جهت و موقعيت فيچر‌ها روي قطعه استفاده مي‌شود. فيچر‌هايي که با GD&T تلرانس‌گذاري مي‌شوند ارتباط واقعي بين قطعات مجاور با هم را بيان مي‌کنند. نقشه‌هايي که به درستي به صورت هندسي تلرانس‌گذاري شده‌اند، بالاترين شانس را دارند که به صورت يکساني تفسير شوند و قطعات ساخته شده بر اساس آنها به ارزانترين و موثرترين حالت مونتاژ شود. GD&T براي اطمينان از مونتاژ درست قطعات همجوار، بهبود کيفيت و کاهش هزينه ايجاد شده است.

GD&T يک ابزار طراحي است. قبل از اين که طراحان بتوانند تلرانس‌هاي هندسي را بدرستي اعمال کنند، بايد به دقت نحوه قرار گيري و عملکرد هر فيچر هر قطعه را بررسي نمايند. GD&T براي طراحان به عنوان يک چک ليست عمل مي‌کند که تمام جنبه‌هاي مربوط به هر فيچر را مد نظر داشته باشند. با اعمال درست تلرانس هندسي اطمينان حاصل خواهد شد که هر قطعه هميشه به درستي و راحتي مونتاژ خواهد شد. تلرانس‌دهي هندسي به طراحان اجازه مي‌دهد که بالاترين تلرانس ممکن را در نظر بگيرند و در نتيجه، اقتصادي‌ترين طراحي را انجام دهند.